Vooropgesteld: elk brein is anders. Niet alleen zijn er verschillen tussen de hersenen van mannen en vrouwen, maar hersenen kunnen ook worden onderscheiden op basis van hun leeftijd, individuele persoonlijkheidskenmerken, prestatieverschillen of cognitieve beperkingen. Daarnaast zijn er andere factoren die de individuele variatie in de hersenen beïnvloeden. Dan gaat het om hormoonschommelingen, tijdelijke situaties, veranderingen in motivatie en andere interne en externe factoren. Alleen wanneer al deze factoren in aanmerking worden genomen, zijn individuele prognoses over variaties in karaktereigenschappen, cognitieve prestaties, menselijk gedrag en klinische beelden mogelijk.
Hersenen zijn enorm complex. Toch moeten we ergens beginnen als we ze willen doorgronden. Jülich-onderzoekers onder leiding van Dr. Susanne Weis hebben met behulp van kunstmatige intelligentie (AI) software gebouwd om te detecteren of een MRI-scan een vrouwelijk of mannelijk brein laat zien. Hoewel er al verschillende onderzoeken zijn gedaan naar het verschil tussen mannelijke en vrouwelijke hersenen, zijn deze omstreden vanwege de zeer kleine hoeveelheid gegevens. Factoren die niet voor de hand liggen kunnen de resultaten gemakkelijk vervalsen.
“Onze methode met behulp van kunstmatige intelligentie levert daarentegen zeer betrouwbare resultaten op”, legt Dr. Susanne Weis uit van het Instituut voor Neurowetenschap en Geneeskunde van het onderzoekscentrum Jülich en het Instituut voor Systemische Neurologische Neurowetenschappen in het Heinrich-Heine-Universiteitscentrum Düsseldorf.
Verschil in functionele connectiviteit
Volgens haare studie verschillen de vrouwelijke en mannelijke hersenen vooral in de functionele connectiviteit van bepaalde gebieden van de cinguli gyrus (onderdeel van het limbisch systeem), de precuneus (belangrijk voor visuele waarneming), en de mediale frontale cortex (belangrijk voor het beheersen van situationele acties en het reguleren van emotionele processen). Uiteindelijk zijn deze netwerken essentieel voor de spraakfunctie, de verwerking van emoties en de sociale perceptie.
De hersenonderzoekers onder leiding van Susanne Weis en Prof. Simon Eickhoff gebruikten aanvankelijk hersenscans van 434 vrijwilligers tussen 22 en 37 jaar oud van het “Human Connectome Project” voor hun onderzoek. De hersenscans – meer bepaald: de functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI) – onthullen gebieden in de hersenen die actief zijn contact met elkaar hebben. De proefpersonen laten hun gedachten dwalen tijdens het onderzoek. Weis:
“Onze resultaten zijn uitsluitend gebaseerd op de activiteit in rust, wat betekent dat de proefpersonen niet aan specifieke taken hoefden te werken. Het gaat dus om de intrinsieke, taakonafhankelijke functionele organisatie van de hersenen”.
En niet, zoals sommigen misschien graag bevestigd hadden gezien, over verschillen in het oplossen van cognitieve, wiskundige of creatieve taken.
Het trainen van de software
De onderzoekers trainden hun zelflerende software om het geslacht van de testpersonen te bepalen op basis van de neuronale verbindingspatronen. De wetenschappers gaven de software ook altijd feedback in welke mate het resultaat correct was. Hierdoor kon de AI zijn wiskundig model geleidelijk aan verbeteren. De wetenschappers gebruikten de AI vervolgens om met behulp van fMRI-beelden het geslacht te voorspellen van 310 andere vrijwilligers van het Human Connectome Project en 941 van de 1000 vrijwilligers van het Human Connectome Project. De voorspellingen waren in 70% van de gevallen nauwkeurig.
“De studieresultaten tonen aan dat gebieden in de hersenen bij vrouwen anders met elkaar verbonden zijn dan bij mannen”, zegt Susanne Weis. Ze benadrukt: “De resultaten laten echter geen conclusies toe zoals ‘Vrouwen zijn beter in het omgaan met gevoelens’.
Onverwachte andere factoren
De vraag wat de redenen zijn voor deze verschillen in de hersenen moet ook open blijven: zo zouden bijvoorbeeld zowel biologische als verworven oorzaken denkbaar kunnen zijn, bijvoorbeeld door de manier waarop men werd opgevoed. Daarom benadrukt ze nogmaals dat “de mannelijke” of “de vrouwelijke” hersenen niet bestaan, en “dat de individuele verschillen in de hersenen beïnvloed worden door veel meer factoren dan alleen biologische, zoals sociale invloeden, hormonen en genderidentiteit.”
“De mannelijke of de vrouwelijke hersenen bestaan niet; individuele verschillen in de hersenen worden beïnvloed door veel meer factoren dan alleen biologische, zoals sociale invloeden, hormonen en genderidentiteit.”
In de huidige studie beschouwde het onderzoeksteam van Weis het geslacht in eerste instantie als puur binair. In principe zouden ze de toegepaste methodologie ook kunnen gebruiken om na te gaan in welke mate bijvoorbeeld inter- of transseksualiteit wordt weerspiegeld in de netwerken in de hersenen. “Dit zou echter hersenscans en gegevens van een groter aantal inter- of transseksuelen vereisen. Maar uitgebreide studies zijn nog niet beschikbaar.”
De wetenschapper heeft nog een ander onderzoeksdoel voor ogen: “We willen weten welke factoren de genderverschillen in de hersenorganisatie moduleren. We zijn vooral geïnteresseerd in de invloed van natuurlijk fluctuerende hormonen – zoals progesteron, oestradiol, testosteron – en de zelf ervaren genderidentiteit.”
De studie van de wetenschappers uit Jülich, Düsseldorf en Singapore verscheen onlangs in het tijdschrift “Cerebral Cortex”. De oorspronkelijke publicatie kan hier gelezen worden.
