Yapay zeka, erkek ve kadın beyinlerini doğru tespit ediyor

Stanford Üniversitesi Tıp Fakültesinde çalışan bilim insanlarının yeni araştırması, beyin faaliyetine yönelik yapılan taramaların bir kadına mı yoksa erkeğe mi ait olduğunu yüzde 90’dan fazla başarı oranıyla belirleyen yeni bir yapay zeka modelini gösteriyor.

KADIN VE ERKEK BEYNİ ARASINDA FARK VAR MI?

Kısa bir süre önce Proceedings of the National Academy of Sciences bülteninde yayınlanan bulguları aktaran Populer Science Türkçe, insan beyninde güvenilir cinsiyet farklılıkları bulunup bulunmadığına yönelik uzun zamandır süregelen bir tartışmayı çözüme kavuşturmaya yardımcı oluyor ve bu farklılıkları anlamanın, kadınları ve erkekleri farklı şekilde etkileyen nöropsikiyatrik durumların ele alınmasında büyük önem taşıyabileceğini akla getiriyor.

Stanford Bilişsel Sinirbilim ve Sistemler Sinirbilimi Laboratuvarı müdürü, psikiyatri ve davranış bilimleri profesörü Vinod Menon, “Bu çalışmanın en önemli motivasyonlarından biri de insan beyninin gelişiminde, yaşlanmada ve psikiyatrik bozukluklar ile nörolojik bozuklukların ortaya çıkmasında cinsiyetin çok önemli bir rol oynaması” diyor. “Sağlıklı bir yetişkin beyninde tutarlı ve tekrarlanabilir cinsiyet farklılıklarının belirlenmesi, psikiyatrik ve nörolojik bozukluklarda cinsiyete özgü savunmasızlıkların daha derin anlaşılması yolunda atılan kritik bir adım.”

Menon, makalenin kıdemli yazarı. Baş yazarlar ise kıdemli araştırmacı bilim insanı Srikanth Ryali (PhD) ve araştırma görevlisi Yuan Zhang (PhD).

Modelin erkek beyinlerini kadın beyinlerinden ayırt etmesine en çok yardımcı olan “sıcak bölgeler” arasında, özgöndergeli bilgiyi işlememize yardımcı olan bir beyin sistemi olan varsayılan ağ modu ile ödüllere karşı verdiğimiz tepkide ve öğrenmede rol oynayan striyatum ve limbik ağ bulunuyor.

Araştırmacılar yeni çalışmanın, cinsiyetle ilişkili farklılıkların hayatın erken döneminde ortaya çıkıp çıkmadığı veya hormonal farklılıklarla ya da erkek ve kadınların karşılaşması daha muhtemel olabilen farklı toplumsal koşullarla gelişip gelişmediği konusunda veri sunmadığını belirtiyor.

BEYİN FARKLILIKLARININ ORTAYA ÇIKARILMASI

Bir insanın cinsiyetinin o kişinin beyninin düzenlenme ve işleme şeklini ne derece etkilediği sorusu, bilim insanları arasında uzun bir süredir tartışma konusu olmuştu. Doğuştan gelen cinsiyet kromozomlarının beyinlerimizin maruz kaldığı hormon kokteylinin belirlenmesine (özellikle de gelişimin erken döneminde, ergenlikte ve yaşlanırken) yardımcı olduğunu bilsek de, araştırmacılar cinsiyeti insan beynindeki somut farklılıklara bağlamakta uzun zamandır zorluk çekmişti. Beyin yapıları erkekler ve kadınlarda çok benzer görünmeye eğilim sergilerken, beyindeki bölgelerin nasıl beraber çalıştığının incelendiği önceki araştırmalarda çoğunlukla beyinde tutarlı cinsiyet göstergeleri ortaya çıkarılmadı.

Menon ve araştırma takımı, yeni çalışmalarında yapay zekadaki son gelişmelerden faydalanmanın yanısıra birden fazla büyük veri setine de erişerek, daha önce yapılanlardan çok daha güçlü bir analizin peşine düşmüş. İlk olarak, beyin görüntüleme verisini sınıflandırmayı öğrenen bir derin yapay sinir ağı modeli oluşturdular: Araştırmacılar modele beyin taramalarını gösterip kadın veya erkek beynine baktığını söyledikçe, model hangi ince örüntülerin aradaki farkı söylemesine yardımcı olabileceğini “fark etmeye” başladı.

Model, önceki çalışmalara göre üstün bir performans sergiledi. Bunun bir sebebi de, dinamik MRI taramalarını analiz eden derin bir yapay sinir ağını kullanıyor olması. Bu yaklaşım, farklı beyin bölgeleri arasındaki karmaşık etkileşimleri yakalıyor. Araştırmacılar modeli 1.500 civarı beyin taraması üzerinde test ettiklerinde model, taramanın bir kadından mı yoksa erkekten mi geldiğini neredeyse her zaman söyleyebildi.

Modelin başarısı, beyinde fark edilebilir cinsiyet farklılıklarının bulunduğunu ancak bunların daha önce güvenilir şekilde saptanmamış olduğunu akla getiriyor. Modelin ABD ve Avrupa’daki farklı bölgelerden alınan beyin taramalarının da içerisinde bulunduğu farklı veri setlerinde böylesine iyi çalışması, bu tür çalışmalarda sorun çıkarabilen pek çok karıştırıcı etmen kontrol edildiği için bulguları özellikle ikna edici hale getiriyor.

“Bunlar, cinsiyetin insan beyninin düzenlenmesinde güçlü bir belirleyici olduğunu gösteren çok kuvvetli kanıtlar” diyor Menon.

Menon’un araştırma takımının kullandığı gibi bir model, yakın zaman önceye kadar araştırmacıların beyinleri farklı gruplara ayırmasına yardımcı olurdu fakat bu ayırmanın nasıl gerçekleştiğiyle ilgili bilgi sunmazdı. Ancak araştırmacılar günümüzde “açıklanabilir yapay zeka” adı verilen bir araca sahip. Bu araç dev miktarlarda veriyi derinlemesine inceleyerek, bir modelin kararlarının nasıl verildiğini açıklıyor.

Menon ve araştırma takımı açıklanabilir yapay zekayı kullanarak, modelin bir beyin taramasının kadından mı yoksa erkekten mi alındığına yönelik verdiği kararda en büyük önemi taşıyan beyin ağlarını belirlemiş. Bilişsel kabiliyetlerin cinsiyete özgü modellerini geliştirmişler: Bir model kadınlardakini değil ama erkeklerdeki bilişsel performansı etkili şekilde tahmin ederken, diğeri erkeklerdekini değil de kadınlardakini tahmin etmiş. Bulgular, cinsiyetler arasında değişiklik gösteren işlevsel beyin özelliklerinin davranış yönünden önemli sonuçlar doğurduğuna işaret ediyor.

“Bu modeller gerçekten iyi çalışıyor çünkü cinsiyetler arasındaki beyin örüntülerini başarıyla birbirinden ayırdık” diyor Menon. “Bu durum bana beynin düzenlenme şeklinde cinsiyet farklılıklarını gözden kaçırmanın, nöropsikiyatrik hastalıkların altında yatan önemli unsurları ıskalamamıza yol açabileceğini söylüyor.”

Araştırma takımı derin yapay sinir ağı modelini cinsiyet farklılıklarıyla ilgili sorulara uygulasa da; Menon modelin, beyindeki bağlantı şeklinin bilişsel kabiliyet veya davranışlarla ne şekilde ilişki sergileyebildiğine dönük soruları cevaplamak için uygulanabileceğini söylüyor. Menon ve araştırma takımı, modellerini bütün araştırmacıların kullanabilmesi için halka açmayı planlıyor.

“Yapay zeka modellerimiz çok geniş bir uygulanabilirliğe sahip” diyor Menon. “Örneğin bir araştırmacı modellerimizi kullanarak, öğrenme bozuklukları veya sosyal işlevsellik farklılıklarıyla ilgili beyin farklılıklarını bulmaya çalışabilir; bunlar, bireylere söz konusu zorluklara uyum sağlama ve onların üstesinden gelmede daha iyi yardım etmek üzere anlamak istediğimiz şeyler.”