Cérebros de homens e mulheres estão organizados de forma diferente, revela IA

Um estudo baseado em Inteligência Artificial (IA) ajudou a resolver uma das controvérsias entre cientistas, sobre se o género afeta a organização e o funcionamento do cérebro, ao identificar padrões distintos entre homens e mulheres.

Uma equipa liderada pela Universidade de Stanford (EUA) publicou na revista PNAS um estudo baseado num novo modelo de IA que determinou, com uma precisão superior a 90%, se os exames de atividade cerebral provinham de uma mulher ou de um homem.

Esta descoberta ajuda a resolver uma controvérsia de longa data sobre se existem diferenças confiáveis entre os sexos no cérebro humano e sugerem que a compreensão dessas diferenças pode ser essencial para abordar as condições neuropsiquiátricas que afetam mulheres e homens de forma diferente, indicou a universidade.

Identificar diferenças entre os sexos consistentes e replicáveis no cérebro adulto saudável é um passo crítico em direção a uma compreensão mais profunda das vulnerabilidades específicas do sexo em distúrbios psiquiátricos e neurológicos, explicou a instituição, em comunicado.

“Uma motivação chave para este estudo é que o género desempenha um papel crucial no desenvolvimento do cérebro humano, no envelhecimento e na manifestação de distúrbios psiquiátricos e neurológicos”, frisou Vinod Menon, da Universidade de Stanford e principal autor do estudo.

O trabalho não teve em conta se as diferenças relacionadas com o sexo surgem cedo na vida ou se podem ser devidas a diferenças hormonais ou às diferentes circunstâncias sociais que homens e mulheres têm maior probabilidade de enfrentar.

Os "pontos críticos" que mais ajudaram o modelo a distinguir os cérebros masculinos dos femininos incluem a rede de modo padrão (um sistema cerebral que ajuda a processar informações autorreferenciais), o corpo estriado e a rede límbica, que estão envolvidas na aprendizagem e como o ser humano responde às recompensas.

A equipa aproveitou os avanços na IA e o acesso a vários grandes conjuntos de dados para realizar análises complexas.

O primeiro passo foi criar um modelo de rede neural profunda que aprende a classificar dados de imagens cerebrais. À medida que os investigadores diziam que o modelo se estava a olhar para um cérebro masculino ou feminino, este começou a perceber padrões subtis que podem ajudá-lo a distingui-los.

Este modelo de rede neural profunda analisou imagens dinâmicas de ressonância magnética, capturando assim a interação complexa entre diferentes regiões do cérebro.

Existem diferenças detetáveis entre os sexos no cérebro

Quando os investigadores testaram o modelo com cerca de 1.500 exames cerebrais, quase sempre foi possível dizer se o exame era de uma mulher ou de um homem.

O sucesso do modelo sugere que existem diferenças detetáveis entre os sexos no cérebro, mas que até agora não foram detetadas de forma confiável, realçou a instituição no comunicado.

A equipa também recorreu à IA explicável, que examina grandes quantidades de dados para explicar como as decisões de um modelo são tomadas, para perceber quais as redes cerebrais que eram mais importantes para o modelo julgar se uma tomografia cerebral veio de um homem ou de uma mulher.

Assim, descobriram que o modelo pesquisava com mais frequência a rede de modo padrão, o corpo estriado e a rede límbica.

Menon destacou que estes modelos funcionaram “muito bem” porque conseguiram separar os padrões cerebrais entre os sexos, o que leva a pensar que “ignorar as diferenças sexuais na organização do cérebro poderia levar a ignorar os fatores-chave subjacentes aos distúrbios neuropsiquiátricos”.

Embora a equipa tenha aplicado o seu modelo de rede neural profunda a questões relacionadas às diferenças sexuais, Menon destacou que o modelo será utilizado para responder a questões sobre a relação entre qualquer aspeto da conectividade cerebral e qualquer tipo de capacidade cognitiva ou comportamental.