Az agy gyakori részgráfjait azonosították

Az ELTE Matematikai Intézet PIT (Protein Information Technology) Bioinformatikai Csoportja kutatói eredményeiket a Cognitive Neurodynamics című szaklapban mutatták be.

Az emberi agynak mintegy 80 területét tartották számon a 20. század közepén az anatómusok, de ma már ezernél több területet tudnak megbízhatóan azonosítani az agykéregben és a kéreg alatti szürkeállományban. Ezek a területek 1-1,5 négyzetcentiméteresek, és a köztük lévő kapcsolatok hozzák létre azt a makroszkopikus "hardvert", azt az "infrastruktúrát", amely – ezen a makroszkopikus szinten – lehetővé teszi az agyunk működését. A kapcsolatok ma már diffúziós MRI képalkotás és bonyolult matematikai feldolgozás segítségével feltérképezhetőek – olvasható a kutatást bemutató cikkben az ELTE honlapján.

A több ezer kapcsolat kiértékelése, vagyis az emberi agygráf analízise fontos lépés ahhoz, hogy a szakemberek megértsék és leírják az agy működését. Ehhez azonban fel kell térképezni azokat a hálózatokat, részgráfokat, amelyek az emberi agyban jelen vannak. A cikk szerint ezen a területen ért el meghatározó eredményt az ELTE PIT Bioinformatikai Csoportja: sikerült feltérképezniük legfeljebb 6 élből (kapcsolatból) álló részgráfokat, amelyek összefüggőek, és a vizsgált 426 alany legalább 70, de nem egyszer 80, illetve 90 százalékában jelen vannak.

A kutatók több mint 79 ezer olyan összefüggő részgráfot azonosítottak, amely az alanyok legalább 70 százalékában megtalálható.

Az ELTE matematikus kutatói (Fellner Máté mesterszakos hallgató, Varga Bálint doktorandusz és Grolmusz Vince professzor) a gyakori részgráfok eloszlásának különbségét is vizsgálták a nemek között. A legfeljebb 6 élű és legalább az egyik nemnél minimum 90 százalékos gyakoriságú összefüggő részgráfok között 142 olyat találtak, amely a férfiaknál szignifikánsan gyakoribb volt, mint a nőknél, és 306 olyat, amely a nőknél szignifikánsan gyakoribb volt, mint a férfiaknál. A nőknél másutt is több gyakori gráfot találtak: például a nők legalább 70 százalékában jelen levő 6-élű összefüggő részgráfok száma több mint 100 ezer, ez a szám a férfiaknál kevesebb mint 8 ezer.

A kutatók szerint a gyakori összefüggő részgráfok jórészének funkcionális jelentősége is lehet: sokszor fontos agyi áramköröket alkotnak. Megfordítva ez nem feltétlenül mondható el: az ELTE kutatói által felderített anatómiai részgráfoknak csak egy része ír le funkcionális kapcsolatokat. A nagyfelbontású funkcionális kapcsolatok feltérképezése jelenleg még nem lehetséges, a gyakori részgráfok felismerése mégis azért különösen fontos, mert közülük válogathatók ki a funkcionális agyi áramkörök összetevői.