On a souvent l’impression que les cerveaux des hommes et des femmes ne fonctionnent pas de la même manière. Et cela semble bien être le cas, en effet. Les chercheurs de Stanford Medicine sont parvenus à confirmer cette théorie par le biais d’une intelligence artificielle (IA).

Le modèle d’IA qu’ils ont développé, est parvenu à déterminer avec précision le sexe des individus à partir d'analyses cérébrales, avec plus de 90 % de réussite. Ce qui confirme l’existence de différences significatives entre les sexes dans l’organisation du cerveau. Leur découverte a été publiée dans la revue Proceedings of the National Academy le 20 février 2024.

Une IA différencie le cerveau des hommes et des femmes

Pour mettre au point leur intelligence artificielle, les chercheurs ont dans un premier temps développé un outil qui apprend à classer les données d’imagerie cérébrale. Ils lui précisaient à chaque fois s’il s’agissait de scanners cérébraux de patients masculins ou féminins. L’outil a alors commencé à “remarquer” des éléments l’aidant à faire la différence lui-même. "Ce modèle a démontré des performances supérieures à celles des études précédentes, en partie parce qu'il utilisait un réseau neuronal profond qui analyse les IRM dynamiques. Cette approche capture l’interaction complexe entre les différentes régions du cerveau", indique le communiqué. L'équipe lui a soumis environ 1.500 scanners cérébraux provenant d’établissements situés aux États-Unis et en Europe. L’IA a identifié le sexe du participant avec exactitude dans plus de 9 cas sur 10.

"Le succès du modèle suggère que des différences sexuelles détectables existent dans le cerveau, mais qu'elles n'ont tout simplement pas été détectées de manière fiable auparavant", expliquent les auteurs.

"L'une des principales motivations de cette étude est que le sexe joue un rôle crucial dans le développement du cerveau humain, dans le vieillissement et dans la manifestation de troubles psychiatriques et neurologiques", précise le Dr Vinod Menon, professeur de psychiatrie et de sciences du comportement. "L'identification de différences sexuelles cohérentes et reproductibles dans le cerveau adulte en bonne santé est une étape cruciale vers une compréhension plus approfondie des vulnérabilités spécifiques au sexe dans les troubles psychiatriques et neurologiques."

Cerveau et genre : comment l’IA a fait la différence ?

La particularité de l’IA mise au point par l’université de Stanford est qu’elle peut expliquer comment elle a fait pour trier les scanners. Les chercheurs ont ainsi remarqué que l’outil se tournait principalement vers le réseau cérébral par défaut (groupe de régions actives quand on laisse libre cours à ses pensées) ainsi que le striatum et le réseau limbique (tous les deux impliqués dans l'apprentissage et la façon dont nous réagissons aux récompenses) pour différencier les hommes des femmes.

Avec ces données, l’équipe a voulu voir s’il était possible de mettre au point un modèle capable de prédire la performance des participants dans certaines tâches cognitives, en fonction des caractéristiques fonctionnelles du cerveau qui diffèrent chez les deux sexes. Ils ont obtenu deux outils : l’un est capable de prédire efficacement les performances cognitives chez les hommes, mais pas chez les femmes, l’autre, c'est l’inverse. Les résultats montrent que l'activité cérébrale varie selon le sexe et a des implications comportementales significatives.

"Ces modèles ont très bien fonctionné parce que nous avons réussi à séparer les schémas cérébraux entre les sexes", indique le Dr Menon. "Cela me dit que négliger les différences entre les sexes dans l'organisation du cerveau pourrait nous amener à passer à côté de facteurs clé à l'origine des troubles neuropsychiatriques."

Cette IA va être rendue accessible à tous pour que les scientifiques puissent l'utiliser dans leurs travaux. "Nos modèles d'IA ont une applicabilité très large", assure le Dr Menon. "Un chercheur pourrait utiliser nos modèles pour rechercher des différences cérébrales liées à des troubles d'apprentissage ou à des différences de fonctionnement social, par exemple – des aspects que nous souhaitons mieux comprendre pour aider les individus à s'adapter et à surmonter ces défis."