Nel 2010, la commedia “Maschi Contro Femmine”, diretta da Fausto Brizzi, vedeva contrapposti i due sessi in un esilarante gioco delle coppie. È solo una delle centinaia di film, opere teatrali e romanzi che nel corso del tempo hanno esplorato le differenze tra uomini e donne nella società, sul lavoro e nelle relazioni interpersonali.
Ma dove finisce lo stereotipo di genere e inizia la biologia?
Uno studio della Stanford Medicine conferma che i cervelli di uomini e donne sono diversi - una questione ampiamente dibattuta tra le scienziate e gli scienziati, per l’impossibilità di distinguere queste differenze con un metodo affidabile e riproducibile. Ma nell’epoca in cui Chat GPT ha fatto il suo ingresso nelle nostre vite, è stato un altro modello di rete neurale a chiudere il dibattito.
L’intelligenza artificiale è riuscita a distinguere se una serie di scansioni MRI dell'attività cerebrale appartenessero a un uomo o a una donna con una precisione del 90%.
Questa scoperta potrebbe aiutare le scienziate e gli scienziati a capire meglio i disturbi psichiatrici e neurologici che colpiscono in maniera diversa i due sessi. I risultati sono pubblicati su PNAS.
Il sesso gioca un ruolo fondamentale nello sviluppo del cervello e durante le varie fasi della vita, dall’adolescenza all’invecchiamento.
Nel grembo materno, e per tutta della vita, il cervello viene esposto a un cocktail di ormoni sessuali, che sono inestricabilmente legati alla coppia di cromosomi XX o XY con cui nasciamo.
Il sesso può influenzare il comportamento umano, il funzionamento del cervello e persino la suscettibilità a disturbi psichiatrici e neurologici.
È risaputo che uomini e donne si ammalano diversamente: gli uomini sono più soggetti a malattie cardiovascolari e tumori, le donne soffrono più spesso di malattie autoimmuni e osteoporosi. Dal punto di vista prettamente neurologico, le donne sono più colpite da malattie come cefalea e depressione e sopra i 65 anni hanno un rischio che è due volte maggiore rispetto agli uomini di ammalarsi di Alzheimer o demenza. D’altra parte, gli uomini si ammalano di Parkinson il doppio rispetto alle donne (ma queste ultime subiscono una più rapida progressione dei sintomi). Anche la schizofrenia ha un’incidenza maggiore nel genere maschile. Uno a uno, palla al centro.
Il problema è che dall’esterno i cervelli di uomini e donne appaiono sostanzialmente uguali. In passato, vari studi hanno evidenziato differenze strutturali tra i cervelli maschili e femminili, ma le loro conclusioni, destinate a generare sempre più stereotipi di genere, sono state giudicate poco concrete e non riproducibili.
Oggi possiamo affermare che le differenze da un punto di vista di struttura cerebrale sono estremamente rare: quello che cambia, invece, potrebbe essere il modo in cui il cervello risponde agli stimoli esterni durante tutto il periodo di sviluppo.
Mai come ora le scienziate e gli scienziati hanno a disposizione nuovi mezzi per condurre le loro ricerche, come l’intelligenza artificiale e la possibilità di accedere ad ampi set di dati.
È grazie a questi due strumenti che le ricercatrici e i ricercatori della Stanford Medicine hanno risposto alla domanda più difficile: esistono differenze di genere nell’organizzazione e funzionamento del cervello umano?
Per prima cosa, hanno creato un modello di rete neurale (stDNN), addestrato per classificare i dati estrapolati da immagini di risonanza magnetica funzionale (rsfMRI) a riposo del cervello. Il materiale era parte di una grossa raccolta dati organizzata dallo Human Connectome Project (HCP), un progetto quinquennale lanciato dal National Institutes of Health nel 2009, al fine di costruire mappe virtuali delle connettività anatomiche e funzionali del cervello umano.
Durante la fase di addestramento, le scansioni cerebrali venivano presentate al modello di IA con l’indicazione se appartenessero a un cervello maschile o femminile. Dopo aver “visto” un numero significativo di scansioni, il modello ha iniziato a riconoscere degli schemi comuni che potessero aiutarlo a distinguere le differenze. Quando le ricercatrici e i ricercatori lo hanno testato su set di dati supplementari senza addestramento (cioè senza fornire indicazioni riguardo al “sesso” dei cervelli), su circa 1500 scansioni cerebrali, il modello è riuscito quasi sempre a distinguere se la scansione appartenesse a una donna o a un uomo. Le scienziate e gli scienziati hanno affermato che “il modello ha evidenziato differenze di genere affidabili con un’accuratezza superiore al 90%, superando così gli studi precedenti”.
L’IA è stata in grado di raggruppare le scansioni cerebrali in maschi o femmine, ma quali parametri la hanno guidata nella classificazione?
Fino a poco tempo fa, la domanda sarebbe rimasta senza risposta, ma oggi i ricercatori possono contare su uno strumento chiamato Explainable AI (XAI), che è in grado di analizzare enormi quantità di dati per chiarire come il modello prenda le sue decisioni.
Grazie a XAI, le ricercatrici e i ricercatori hanno scoperto le “zone calde” che hanno maggiormente aiutato il modello a distinguere i cervelli maschili da quelli femminili: il default mode network (DMN) o sistema della condizione di default, un sistema cerebrale coinvolto in attività cerebrali spontanee, e la rete striata e limbica, coinvolte nell'apprendimento e nelle risposte alle ricompense.
La DMN, lo striato e la rete limbica sono anche “punti di disfunzione nei disturbi psichiatrici con tassi di prevalenza specifici per sesso, tra cui autismo, disturbi dell'attenzione, depressione, dipendenza, schizofrenia e malattia di Parkinson, tutti caratterizzati da conseguenze specifiche al genere”. Secondo il team, questi risultati “potrebbero fornire uno schema per esplorare le differenze di genere nella suscettibilità ai singoli disturbi psichiatrici e neurologici.”