Mulheres e homens são diferentes? O que diferenças sexuais podem nos dizer sobre o nosso cérebro? Um assunto controverso está diante de um novo momento!
Em uma recente descoberta que promete agitar as bases da neurociência e da medicina personalizada, pesquisadores da Stanford Medicine desenvolveram um modelo de inteligência artificial capaz de determinar o sexo de um indivíduo com mais de 90% de precisão, apenas por meio de exames de ressonância magnética do cérebro, estabelecendo uma contribuição significativa para o debate de longa data sobre as diferenças sexuais na organização cerebral.
Este estudo, publicado em 19 de fevereiro de 2024, na Proceedings of the National Academy of Sciences, revela como a IA pode desvendar os intrincados padrões de conexões cerebrais que distinguem os cérebros masculino e feminino.
O modelo de IA se concentrou em uma uma metodologia relativamente nova de escaneamentos dinâmicos de ressonância magnética (fMRI), identificando redes cerebrais específicas — como a rede de modo padrão, o estriado e a rede límbica — como cruciais na distinção entre cérebros masculinos e femininos. Essas redes estão envolvidas em funções cognitivas e comportamentais, como o processamento de informações auto-referenciais, aprendizado e resposta a recompensas.
A equipe liderada por Vinod Menon, PhD, professor de psiquiatria e ciências comportamentais e diretor do Laboratório de Neurociência Cognitiva e Sistemas da Stanford, incluindo o cientista sênior de pesquisa Srikanth Ryali, PhD, e o pesquisador acadêmico Yuan Zhang, PhD, utilizou avanços recentes em IA, juntamente com acesso a múltiplos grandes conjuntos de dados, para realizar essa análise que se mostrou mais poderosa do que as anteriormente possíveis para avaliar características sexuais de mulheres e homens, criando um modelo de rede neural profunda que, ao ser alimentado com scans cerebrais e informado sobre o sexo do cérebro em análise, começou a identificar padrões sutis que ajudavam a distinguir entre cérebros masculinos e femininos.
Eles treinaram esta IA com os resultados de aproximadamente 1500 adultos jovens, parte do banco de dados existente do Human Connectome Project (Projeto Connectome Humano, em tradução livre) dos EUA, instruindo-a a identificar quais indivíduos eram homens e quais eram mulheres. A análise dividia o cérebro em 246 áreas diferentes, fornecendo um mapa detalhado da atividade cerebral.
Após o processo de treinamento, a IA demonstrou ser cerca de 90% precisa em distinguir entre um segundo conjunto de dados de varredura cerebral desses mesmos 1500 mulheres e homens. Esse nível de precisão foi mantido mesmo quando a IA foi testada com conjuntos de dados de varredura cerebral completamente novos, oriundos tanto dos EUA quanto da Alemanha, ambos compostos por cerca de 200 pessoas com idades entre 20 e 35 anos, reforçando, portanto, a robustez e capacidade de generalização dos resultados.
O significado deste estudo vai além da mera capacidade de diferenciar mulheres e homens, de apontar o sexo a partir de imagens cerebrais, e lança luz sobre a importância de reconhecer as diferenças sexuais na organização cerebral para o desenvolvimento de tratamentos direcionados para condições neuropsiquiátricas, abrindo caminho para abordagens de medicina personalizada, considerando as vulnerabilidades específicas de mulheres e homens em distúrbios psiquiátricos e neurológicos.
Menon destaca que a motivação por trás do estudo foi buscar a compreensão de que o sexo desempenha um papel crucial no desenvolvimento cerebral, no envelhecimento e na manifestação de distúrbios psiquiátricos e neurológicos. A partir da identificação das diferenças sexuais consistentes e replicáveis no cérebro adulto saudável é possível dar um passo significativo para entender as vulnerabilidades específicas da organização cerebral relacionadas ao sexo nesses distúrbios.
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O que está por trás das diferenças sexuais entre mulheres e homens
A inovação não para por aí. A equipe utilizou uma ferramenta chamada “IA explicável” para identificar quais redes cerebrais o modelo considerava mais importantes na determinação do sexo dos scans cerebrais, fazendo com que, além de fornecer insights sobre como o modelo tomava suas decisões, também proporcionasse possibilidades para investigações futuras sobre como as diferenças funcionais no cérebro entre os sexos podem ter implicações comportamentais significativas.
A importância dessas descobertas vai além do mero reconhecimento das diferenças entre os sexos no cérebro, tendo implicações potenciais para entender por que algumas condições médicas ou formas de neurodiversidade variam de acordo com o sexo, incluindo depressão, ansiedade e transtorno de déficit de atenção e hiperatividade (TDAH). Compreender essas diferenças pode levar a modelos específicos por sexo para o tratamento e a intervenção médica, o que poderia melhorar significativamente a eficácia do diagnóstico e da terapia.
Menon enfatiza a importância de desenvolver modelos específicos por sexo, especialmente quando se trata de condições como o autismo, onde as diferenças entre os sexos podem ser fundamentais para entender a condição. Sem esses modelos, corremos o risco de perder aspectos cruciais que diferenciam, por exemplo, homens com autismo de homens sem autismo e mulheres com autismo de mulheres sem autismo.
Esse estudo representa um passo importante na pesquisa cerebral, oferecendo uma metodologia mais rigorosa e resultados replicáveis. A precisão da IA em identificar o sexo com base na atividade cerebral destaca a existência de diferenças significativas, embora sutis, entre os cérebros de mulheres e homens. No entanto, é importante ressaltar que todos os indivíduos incluídos nos dados de treinamento e teste eram cisgêneros, o que significa que futuras pesquisas poderiam explorar como essas descobertas se aplicam a indivíduos transgêneros e não-binários.
Menon e sua equipe planejam disponibilizar publicamente seu modelo de IA, permitindo que outros pesquisadores o utilizem para explorar uma ampla gama de questões relacionadas à conectividade cerebral e às habilidades cognitivas ou comportamentais, o que evidencia o potencial de aplicabilidade ampla dos modelos de IA desenvolvidos neste estudo, desde a investigação de diferenças cerebrais ligadas a deficiências de aprendizagem até diferenças no funcionamento social, muito mais do que as diferenças entre mulheres e homens.
Este estudo fornece uma prova robusta de que o sexo é um determinante significativo da organização cerebral, e destaca o papel transformador da inteligência artificial na neurociência, embora ainda seja importante outras investigações de um espectro mais abrangente de indivíduos analisados, não restritos a cisgêneros, mulheres e homens.
Contudo, é importante saber que o inicial reconhecimento e a compreensão das diferenças sexuais no cérebro de mulheres e homens são essenciais para desenvolver abordagens de tratamento mais direcionadas e eficazes, prometendo avanços significativos no cuidado e na compreensão dos distúrbios neuropsiquiátricos.
Fonte: Neuroscience News
