Ученые доказали гипотезу о разном строении мозга у мужчин и женщин

Выводы помогут учитывать различия при лечении нервно-психических расстройств

Все сомнения по поводу морфологического строения нашего главного органа в зависимости от пола развеяны. Искусственный интеллект научился различать мозг женщины от мозга мужчины с 90-процентной точностью. Программа, сделанная в Стэнфорде, выявила три «зоны отличия» в мозге, которые работают по-разному при выполнении одних и тех же задач. Во-первых, это так называемая сеть пассивного режима работы мозга, которая работает у нас при отсутствии взаимодействия с внешним миром, во-вторых, полосатое тело, ответственное за двигательную активность, и, в-третьих, лимбическая система мозга, реагирующая на более тонкое восприятие мира, запахи, различия оттенков, эмоций. Работа была опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences. Прокомментировать данное открытие мы попросили российских ученых.

Итак, если раньше считалось, что мозги мужчин и женщин одинаковы, а мнение об их различии формируются исключительно под влиянием принятых в обществе стандартов, то теперь все встало на свои места, – отличия есть.

По словам американских ученых, доказать это долгое время не удавалось, поскольку морфологические структуры мозга у представителей обоих полов очень схожи. И только благодаря искусственному интеллекту, который был применен в новом исследовании, специалистам все-таки удалось классифицировать содержимое нашей черепной коробки.

Сначала нейросеть «обучили», показав 1500 динамических снимков мозга, сделанных на функциональном МРТ, то есть, мозгов мужчин и женщин, работающих над одинаковыми задачами. Нейросеть, благодаря такому большому набору данных, выявила определенные закономерности, и после уже без труда отличала работающий женский мозг от работающего мужского. В этом анализе мозг был разделен на 246 различных областей.

 Сильнее всего работа мозга отличалась, находясь в пассивном режиме, когда человек был погружен в себя. Кроме того, различия лучше всего проявлялись в полосатом теле и в лимбической системе. В частности, последняя отвечает за эмоциональную составляющую человека, недаром у женщин больше развиты способности к более тонкому восприятию любой жизненной ситуации, она тоньше воспринимает запахи, более эмпатична.

Довольно точное разделение мозгов на мужские и женские поможет, по мнению автора работы, директора Стэнфордской лаборатории когнитивных и системных нейронаук Винода Менона, учитывать в будущем половые различия при лечении нервно-психических расстройств.

Комментарий главного научного сотрудника лаборатории сенсорных систем Института высшей нервно деятельности и нейрофизиологии РАН Елены Михайловой:

– Мы давно знаем о различиях в работе мозга мужчин и женщин. Начнем с работы 2014 года, которая определила морфологические различия методом диффузионно-тензорной визуализации. Ученые посмотрели структурный коннектом — связи между структурами, или модулями, мозга. Так вот, связанность в мозге мужчин и женщин оказалась разная. У мужчин модули могут работать самостоятельно, не влияя друг на друга.  А у женщин, напротив, модули обладают большой степенью связанности, как внутри полушария, так и между полушариями. Это принципиальное отличие.

Мы в свое время смотрели особенности рабочей памяти у мужчин и женщин. К примеру, при сравнении предмета уже виденного нами и аналогичного нового. Было показано, что мозг женщины и мужчины работал по-разному. У женщин больше работали префронтальная и лимбическая системы (это, как я понимаю, показало и последнее исследование в Стэнфорде) а у мужчин — затылочная и теменная кора. Гендерную специфичность работы мозга мы выявляли и в других ситуациях, например, при выполнении зрительно-пространственной деятельности. У мужчин задачи решались быстро почти на интуитивном уровне, у женщин мы наблюдали  более позднюю осознанную обработку информации.

Комментарий заведующего лабораторией развития нервной системы НИИ морфологии человека Сергея Савельева: 

Морфологические различия мужского и женского мозга были известны и в США, и в России около 20 лет назад. У меня защищался докторант по половым различия в сосцевидных телах лимбической системы. Сосцевидные структуры интегрирует массу функциональных связей, и в частности, связаны с половым поведением человека. Они оказались очень различающиеся по клеточному составу, по скорости старения. У женщин это происходит быстрее, у мужчин — медленнее.

Что касается обсуждаемой работы, я считаю, что она выполнена «грязно», достоверность ее вызывает вопросы. В ней не учитываются очень важные вещи. Например, полосатое тело, которое отвечает за двигательно-моторную координацию, контроль позы и всего  остального, индивидуально может отличаться у разных людей по размерам в 3-4 раза, его активность связана с той сложностью движений, которыми человек занимался до исследования, а потому не может быть признаком половых различий. Перейдем к лимбической системе. Она очень большая. В нее входит около двух десятков только основных структур, связанных с гормональной регуляцией поведения. Поэтому у женщин при исследовании активности лимбической системы нужно обязательно отслеживать состояние половых циклов. К тому же  внутренние структуры лимбической системы могут индивидуально отличаться в 3-4 раза, например гиппокамп и его отделы, которые отвечают за эмоции. 

Комментарий заместителя директора по научной работе Института биофизики клетки РАН Ирины Масулис:

– Статья ученых из США, применивших алгоритмы ИИ для анализа данных функциональной магнитно-резонансной томографии, позволила регистрировать метаболическую активность различных отделов мозга. Это разновидность МРТ, которая отражает энергетический статус тканей и, следовательно, их активность в данный момент времени. В самом по себе факте гендерного различия в функциональных характеристиках мозга мужчин и женщин нет ничего удивительного – мы отличаемся генетически (Y-хромосома у женщин отсутствует) и как следствие этого – по целому комплексу эндокринных и биохимических показателей. Все это, безусловно, влияет и на функции центральной нервной системы – спектр и соотношение нейромедиаторов, тонкую настройку сигнальных систем клеток мозга. Не удивительно также и то, что наиболее показательные отличия были зарегистрированы для древних структур мозга, отвечающих, в том числе, и за эмоциональную окраску поведения, — стриатума (полосатого тела) и лимбической системы, являющихся депо важнейших нейротрансмиттеров (гормонов в головном мозге, передающие информацию от одного нейрона другому — Авт.), в том числе, дофамина. Основное достоинство и перспективы прикладного использования результатов этого исследования заключается в разработке алгоритма анализа данных МРТ. Такого рода данные будут накапливаться в огромном количестве в результате клинических исследований и представляют богатейший материал для получения новых знаний о работе мозга, да и других органов. А это уже шаг к разработке новых способов прецизионной диагностики патологий. Стоит задуматься о создании структурированной системы аналогичных баз данных и алгоритмов их анализа у нас в России, хотя методы с использованием ИИ уже разрабатываются и отечественными учеными.

Источник: www.mk.ru