Para peneliti telah mengembangkan model kecerdasan buatan yang berhasil menentukan jenis kelamin seseorang berdasarkan pemindaian aktivitas otak dengan akurasi lebih dari 90%. Diterbitkan di Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional, penelitian ini menyoroti topik yang telah lama diperdebatkan tentang apakah terdapat perbedaan signifikan dalam aktivitas otak antara pria dan wanita. Hal ini menunjukkan bahwa mengenali perbedaan-perbedaan ini sangat penting untuk memahami dan menangani kondisi neuropsikiatri yang secara tidak proporsional mempengaruhi satu gender dibandingkan gender lainnya.
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa seks memainkan peran kunci dalam berbagai tahap perkembangan otak, mulai dari pembentukan awal hingga remaja hingga penuaan. Selain itu, terdapat perbedaan gender yang signifikan dalam prevalensi dan manifestasi kondisi neuropsikiatri; misalnya, perempuan lebih rentan terhadap depresi, kecemasan, dan gangguan makan, sedangkan laki-laki lebih mungkin menderita autisme, gangguan pemusatan perhatian/hiperaktivitas, dan skizofrenia.
Kondisi-kondisi ini tidak hanya berbeda frekuensinya antar jenis kelamin, namun juga menunjukkan gambaran dan hasil klinis yang spesifik berdasarkan jenis kelamin. Hubungan kompleks antara gender dan fungsi otak memerlukan pemahaman yang lebih dalam untuk meningkatkan pendekatan kita terhadap pengobatan yang efektif terhadap kondisi ini.
Namun, meskipun ada bukti substansial yang menunjukkan perbedaan anatomi otak pria dan wanita, dampak perbedaan ini terhadap fungsi otak dan perubahannya menjadi variasi perilaku dan kognitif yang dapat diamati masih menjadi kontroversi dan ketidakpastian. Dengan mempertimbangkan kesenjangan pengetahuan ini, penelitian ini berupaya menggunakan kemampuan kecerdasan buatan (AI) yang canggih untuk mengeksplorasi organisasi fungsional otak lintas gender.
“Motivasi utama untuk penelitian ini adalah bahwa seks memainkan peran penting dalam perkembangan otak manusia, penuaan, dan manifestasi gangguan kejiwaan dan neurologis,” kata Vinod Menon, profesor psikiatri dan ilmu perilaku dan direktur Stanford Cognitive. dan Laboratorium Sistem Neurosains. “Mengidentifikasi perbedaan gender yang konsisten dan dapat direproduksi dalam otak orang dewasa yang sehat merupakan langkah penting menuju pemahaman yang lebih dalam tentang kerentanan spesifik gender terhadap gangguan kejiwaan dan neurologis.”
Studi ini melibatkan pengembangan dan penerapan model jaringan saraf dalam spatio-temporal (stDNN) ujung ke ujung yang dikombinasikan dengan kerangka kerja kecerdasan buatan (XAI) yang dapat dijelaskan untuk menganalisis data MRI fungsional keadaan istirahat (rsfMRI). Data diperoleh dari kelompok besar yang terdiri dari sekitar 1.000 orang dewasa muda berusia 20 hingga 35 tahun yang berpartisipasi dalam Human Connectome Project.
Untuk memastikan keandalan dan interpretasi temuan mereka, para peneliti menggunakan algoritma Integrated Gradients (IG), sebuah teknik dalam XAI, untuk mengidentifikasi dan mengevaluasi fungsi otak atau “sidik jari” yang membedakan organisasi otak pria dan wanita. Pendekatan ini memberikan ukuran kuantitatif atas kontribusi masing-masing fungsi otak terhadap keputusan klasifikasi model, sehingga memungkinkan identifikasi wilayah dan jaringan tertentu yang mendukung perbedaan gender dalam fungsi otak.
Studi ini juga mencakup validasi silang dan analisis konsensus yang ketat untuk menilai keterulangan dan stabilitas perbedaan gender yang teridentifikasi di berbagai sesi data dan kelompok independen. Selain itu, untuk memastikan kekokohan temuan mereka terhadap potensi perancu, tim melakukan analisis lanjutan menggunakan atlas otak yang berbeda, metode pengurangan artefak, dan penilaian efek gerakan kepala.
Studi ini mengungkapkan wilayah dan jaringan otak tertentu yang berkontribusi terhadap perbedaan gender dalam organisasi fungsional otak. Secara khusus, wilayah yang terkait dengan jaringan mode default (DMN), termasuk korteks cingulate posterior, precuneus, dan korteks prefrontal ventromedial, telah terbukti menjadi pembeda utama antara otak pria dan wanita.
Temuan ini menjadi perhatian khusus mengingat peran DMN dalam pemikiran referensial diri dan proses emosional, yang menunjukkan bahwa pria dan wanita mungkin terlibat dalam proses kognitif dan afektif secara berbeda.
Selain itu, analisis tersebut menyoroti perbedaan signifikan dalam jaringan striatal dan limbik yang terlibat dalam sensitivitas penghargaan, pembelajaran penguatan, dan regulasi emosi. Perbedaan-perbedaan ini dapat mempunyai implikasi besar dalam memahami kerentanan spesifik jenis kelamin terhadap gangguan kejiwaan dan neurologis, serta dalam pengembangan intervensi yang ditargetkan.
“Ini adalah bukti yang sangat kuat bahwa seks merupakan penentu kuat organisasi otak manusia,” kata Menon.
Penelitian ini juga bertujuan untuk menyelidiki hubungan antara organisasi fungsional otak spesifik jenis kelamin dan profil kognitif. Dengan menganalisis data perilaku dan pencitraan otak, para peneliti mengidentifikasi profil kognitif berbeda yang berkorelasi dengan fitur unik otak pria dan wanita.
Aspek penelitian ini menyoroti relevansi perilaku dari perbedaan gender yang teridentifikasi dalam fungsi otak dan menyarankan jalur potensial yang memungkinkan perbedaan ini terwujud dalam perilaku kognitif dan emosional. Kemampuan model AI untuk memprediksi profil kognitif berdasarkan fungsi otak semakin menyoroti pentingnya pemahaman perbedaan gender dalam organisasi otak, tidak hanya untuk penelitian akademis tetapi juga untuk aplikasi klinis.
“Model ini bekerja dengan sangat baik karena kami berhasil memisahkan pola otak antar jenis kelamin,” kata Menon. “Hal ini memberitahu saya bahwa mengabaikan perbedaan gender dalam organisasi otak dapat membuat kita mengabaikan faktor-faktor kunci yang mendasari gangguan neuropsikiatri.”
Namun, penelitian ini mengandung beberapa keterbatasan. Fokus pada orang dewasa muda membatasi penerapan temuan sepanjang masa hidup, khususnya dalam kaitannya dengan proses perkembangan dan penuaan. Selain itu, ketergantungan pada data dari kelompok tertentu dan teknik pencitraan dapat mempengaruhi kemampuan generalisasi hasil. Penelitian di masa depan didorong untuk memperluas cakupan demografi dan metodologi penelitian, mengeksplorasi mekanisme yang mendasari perbedaan gender yang diamati, dan menguji implikasinya terhadap kerentanan individu terhadap gangguan kejiwaan dan neurologis.
Menon mengatakan model AI mereka cukup fleksibel untuk mengeksplorasi hubungan antara hampir semua aspek konektivitas otak dan berbagai kemampuan atau perilaku kognitif. Dia dan timnya bermaksud untuk merilis model mereka untuk kepentingan umum, sehingga memungkinkan para peneliti di seluruh dunia untuk menggunakannya dalam penyelidikan mereka.
“Model AI kami memiliki penerapan yang sangat luas,” kata Menon. “Seorang peneliti dapat menggunakan model kami untuk mencari perbedaan otak yang terkait dengan, misalnya, ketidakmampuan belajar atau perbedaan fungsi sosial—aspek yang ingin kami pahami untuk membantu individu beradaptasi dan mengatasi tantangan ini.”
Studi tersebut, “Model pembelajaran mendalam mengungkapkan perbedaan gender yang dapat direplikasi, dapat digeneralisasi, dan relevan secara perilaku dalam organisasi fungsional otak manusia,” ditulis oleh Srikanth Ryali, Yuan Zhang, Carlo de los Angeles, Kaustubh Supekar, dan Vinod Menon.
+ There are no comments
Add yours