Quanto sono utili le ben note e fortemente contestate categorie di “cervello maschile” e “cervello femminile”?
Tra gli esperti, nessuno mette davvero in dubbio che esistano differenze anatomiche di sesso nel cervello. Ma dall’avvento della scienza del cervello, la comunità scientifica si è divisa su quante differenze ci siano, quali siano state definitivamente provate, quanto siano grandi o piccole, e cosa significhino realmente.
E, negli ultimi anni, un nuovo dibattito sta nascendo tra gli esperti. Le differenze anatomiche nel cervello si “sommano” a due tipi di cervello chiaramente riconoscibili (specifici per il sesso)? O piuttosto si “mischiano” e formano combinazioni idiosincratiche o “mosaici”, indipendenti dal sesso?
Un mosaico di caratteristiche maschili e femminili
L’ipotesi del mosaico è stata sostenuta dai risultati di uno studio innovativo pubblicato nel 2015 da Daphna Joel e dai suoi collaboratori dell’Università di Tel-Aviv.
Utilizzando le scansioni cerebrali di più di 1.400 partecipanti, Joel e compagnia hanno identificato le 10 regioni che mostrano le maggiori differenze di dimensioni tra uomini e donne. Poi, hanno classificato ogni regione di ogni cervello come “maschile-tipica”, “femminile-tipica” o “intermedia”.
La maggior parte dei cervelli si è rivelata un “mosaico” di caratteristiche maschili e femminili, piuttosto che essere coerentemente maschili (“cervelli maschili”) o femminili (“cervelli femminili”). Joel ha concluso che i cervelli “non possono essere classificati in due classi distinte: cervello maschile/cervello femminile”.
Gli algoritmi possono ‘predire’ il sesso dai dati del cervello
I critici della teoria del cervello a mosaico, tuttavia, indicano algoritmi di apprendimento automatico che possono usare una scansione del cervello per “predire” il sesso di un individuo con una precisione dell’80-90%.
Se un algoritmo può classificare i cervelli in sessi così facilmente, l’argomento va, deve riconoscere qualche differenza sottostante.
In una certa misura, questo è un disaccordo su ciò che i termini “cervello maschile” e “cervello femminile” dovrebbero comportare. Per Joel, l’uso di queste categorie sarebbe giustificato solo se, per esempio, sapere che qualcuno ha un cervello “femminile” o “maschile” permettesse di prevedere altre cose sulle caratteristiche del suo cervello.
Ma per i critici di Joel, la cosa importante è prevedere il sesso dell’individuo. Non importa se l’inserimento del cervello di qualcuno in una categoria di sesso fornisce più informazioni sulla sua struttura.
La maggior parte degli algoritmi di classificazione ad apprendimento automatico sono “scatole nere”, il che significa che non rivelano nulla su come combinano le caratteristiche del cervello per definire il cervello “maschile” e “femminile”. Nonostante l’accuratezza degli algoritmi, le loro definizioni potrebbero anche non essere coerenti: alcune prove suggeriscono che gli algoritmi usano diverse caratteristiche del cervello quando classificano diverse sottopopolazioni di femmine e maschi.
La previsione del sesso degli algoritmi può dipendere dalle dimensioni della testa
E ora anche questa precisione di classificazione è in discussione. Un team di ricerca guidato da uno di noi (Carla Sanchis Segura) ha pubblicato un nuovo studio che considera una complicazione trascurata. In media, le donne hanno corpi, teste e cervelli più piccoli degli uomini.
Nei primi giorni della scienza del cervello, queste differenze nel corpo e nel cervello sono state erroneamente prese come prova della superiorità intellettuale degli uomini (bianchi). Ma negli ultimi anni, è stato riconosciuto che la variazione delle dimensioni della testa pone un problema per i neuroscienziati interessati alle differenze di sesso.
Quando si vede una differenza femmina/maschio nella dimensione di una regione del cervello, come si fa a sapere se si vede un effetto specifico del sesso? Potrebbe essere semplicemente una differenza tra cervelli più grandi (più dei quali appartengono ai maschi) e cervelli più piccoli (più dei quali appartengono alle femmine), o una combinazione dei due.
Gli neuroscienziati cercano di risolvere questo problema “controllando” statisticamente le dimensioni della testa. Ma esattamente come si fa?
Ci sono diversi metodi statistici in uso. L’attuale “gold standard” per valutare la loro validità è confrontare le differenze di sesso nel cervello che trovano con quelle ottenute in gruppi selezionati di femmine e maschi abbinati per avere dimensioni della testa simili.
Utilizzando questo “gold standard”, il team di ricerca Sanchis-Segura ha scoperto, in uno studio precedente, che non tutti i metodi attualmente utilizzati sono efficaci e validi. Hanno anche scoperto che il metodo utilizzato ha un impatto importante sul numero, la dimensione e persino la direzione delle differenze di sesso stimate.
Avendo capito quali sono le tecniche di controllo statistico più valide, Sanchis-Segura e il suo team sono stati in grado di indagare su una domanda importante: in che misura l’alta precisione della classificazione del “sesso del cervello” dipende dalla variazione delle dimensioni della testa?
I ricercatori hanno testato 12 diversi algoritmi di apprendimento automatico che predicono il sesso con dati che erano stati correttamente regolati per la variazione delle dimensioni della testa, dati che erano stati regolati male e dati che non erano stati regolati affatto.
Gli algoritmi hanno fornito risultati molto accurati quando hanno usato sia dati grezzi che dati regolati male. Ma quando gli stessi 12 algoritmi sono stati alimentati con dati correttamente aggiustati, l’accuratezza della classificazione è scesa al 10% sopra il ‘caso’, a circa il 60% di accuratezza.
Un risultato particolarmente deflazionistico dello studio è stato che gli algoritmi hanno raggiunto un’alta accuratezza se è stata data loro una sola informazione – cioè la dimensione della testa!
Queste nuove scoperte continuano a sfidare l’utilità delle categorie “cervello maschile” e “cervello femminile”. Il sesso certamente influenza il cervello, e gli effetti del sesso sono importanti da studiare. Ma gli attuali tentativi di classificare i cervelli nelle categorie “cervello maschile” o “cervello femminile” utilizzando algoritmi di apprendimento automatico sembrano aggiungere poco oltre a ciò che è noto fin dall’inizio della scienza moderna – che gli uomini, in media, hanno teste più grandi.