Navzdory tvrzením mnoha gender aktivistů, že mezi mužským a ženským mozkem nejsou funkční rozdíly, vědci ze Stanfordovy univerzity poprvé přišli s nezvratnými důkazy o opaku. A za pomoci AI modelů prokázali, že mozky opravdu fungují u obou pohlaví odlišně.

Výsledky studie publikované v prestižním časopise Proceedings of the National Academy of Sciences pomohou podle odborníků vyřešit otázku, zda opravdu existují v lidském mozku spolehlivě detekovatelné rozdíly mezi pohlavími. A naznačují také, že pochopení těchto rozdílů může mít zásadní význam při léčbě neuropsychiatrických onemocnění, která postihují ženy a muže odlišně. 

„Klíčovou motivací pro tuto studii byla skutečnost, že pohlaví hraje zásadní roli ve vývoji lidského mozku, ve stárnutí a v projevech psychiatrických a neurologických poruch,“uvádí na univerzitním blogu Vinod Menon, profesor psychiatrie a behaviorálních věd a zároveň též ředitel Stanfordské laboratoře kognitivních a systémových neurověd.

Identifikace konzistentních a opakovatelných rozdílů mezi pohlavími ve zdravém mozku dospělých je zásadním krokem k hlubšímu pochopení zranitelnosti pohlaví při psychiatrických a neurologických poruchách,“ dodává. Ve své studii Menon a jeho tým využili pokroků v oblasti umělé inteligence a také přístupu k mnoha rozsáhlým souborům dat.

Nejprve vytvořili model hluboké neuronové sítě, která se učila klasifikovat data ze snímků mozků. Když výzkumníci ukazovali modelu snímky a sdělili mu, že se dívá na mužský nebo na ženský mozek, model si začal „všímat“ drobných nuancí neurálních struktur, které by mu mohly pomoci snímky od sebe rozlišit.

Model následně prokázal lepší výkonnost než podobné modely z předchozích studií. Jedním z důvodů je podle vědců fakt, že použili hlubokou neuronovou síť, která dokáže analyzovat dynamické snímky z magnetické rezonance. „Tento přístup zachycuje složitou souhru mezi různými oblastmi mozku. Když vědci testovali model na přibližně 1 500 skenech mozku, téměř vždy dokázal určit, zda sken pochází od ženy nebo muže,“ píše se na blogu. 

Úspěch modelu naznačuje, že mezi mozky mužů a žen skutečně existují detekovatelné rozdíly, jen se je až dosud nepodařilo spolehlivě zachytit. Model totiž dobře fungoval na různých datasetech včetně mozkových skenů z více pracovišť v USA a Evropě. „Jedná se o přesvědčivý důkaz toho, že geneticky dané pohlaví je skutečně silným determinantem organizace lidského mozku,“ říká dále Menon.

Jeho týmu pomohla k úspěchu kromě jiných technologií i oblast umělé inteligence, které se říká "vysvětlitelná". Ta dokáže prosít obrovská množství dat a zároveň svá rozhodnutí a predikce umí věrohodně vysvětlit.

S pomocí tohoto nástroje pak Menon a jeho tým identifikovali oblasti mozku, které byly nejdůležitější pro rozhodování, zda se model dívá na skeny pocházející od mužů či žen. Nakonec zjistili, že model se při rozhodování nejčastěji obrací na takzvanou síť výchozího režimu, což je část mozku pomáhající člověku zpracovávat informace o sobě samém, a dále pak na striatum a limbickou síť, které se obě podílejí na učení a na tom, jak člověk reaguje na odměny. 

Tým proto následně zajímalo, zda by bylo možné vytvořit další model, který by dokázal předpovědět, jak dobře si účastníci povedou v určitých kognitivních úlohách na základě funkčních vlastností mozku, které se liší mezi ženami a muži. Proto vyvinuli modely kognitivních schopností specifické pro dané pohlaví – první model účinně předpovídal kognitivní výkon u mužů, ale ne u žen, zatímco druhý u žen, ale ne u mužů. Výsledky opět naznačují, že funkční charakteristiky mozku odpovídající jednotlivým pohlavím mají významné důsledky pro chování. 

„Tyto modely fungovaly velmi dobře, protože jsme zvládli oddělit mozkové struktury obou pohlaví. Z toho pak vyplývá, že pokud by se takové rozdíly v mozcích přehlížely, mohli bychom následně přehlédnout i klíčové faktory, které ovlivňují vznik neuropsychiatrických poruch,“ vysvětluje Menon. 

Ačkoli tým aplikoval svůj model hluboké neuronové sítě na otázky týkající se rozdílů mezi pohlavími, Menon tvrdí, že ho lze použít i k mnohem obecnějšímu výzkumu kognitivních schopností člověka. Spolu se svým týmem proto plánuje, že svůj model zpřístupní veřejnosti, aby ho mohly použít další vědecké týmy. 

„Naše modely umělé inteligence mají velmi širokou použitelnost. Jiní vědci by je proto mohli použít například k hledání rozdílů v mozcích spojených s poruchami učení nebo odhalovat rozdíly v sociálním fungování; což jsou aspekty, kterým bychom také chtěli do budoucna lépe porozumět.“