Agyunk gyakori részgráfjait azonosították az ELTE kutatói

Az emberi agynak mintegy 80 területét tartották számon a XX. század közepén az anatómusok, de ma már 1000-nél több területet tudunk 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.

A több ezer kapcsolat kiértékelése, vagyis az emberi agygráf analízise fontos lépés ahhoz, hogy megértsük és leírjuk az agy működését. Ehhez azonban fel kell térképezni azokat a hálózatokat, részgráfokat, amelyek az emberi agyban jelen vannak. Ezen a területen ért el meghatározó eredményt az ELTE PIT Bioinformatikai Csoportja: a Cognitive Neurodynamics című folyóiratban most megjelent publikációjukban arról számoltak be, hogy sikerült feltérképezniük legfeljebb 6 élből (kapcsolatból) álló részgráfokat, amelyek összefüggőek, és a vizsgált 426 alany legalább 70, de nem egyszer 80, illetve 90%-ában jelen vannak.

A kutatók több mint 79.000 olyan összefüggő részgráfot azonosítottak, amely az alanyok legalább 70%-ában 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%-os 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%-ában jelen levő 6-élű összefüggő részgráfok száma több, mint 100.000, ez a szám a férfiaknál kevesebb, mint 8.000.

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.

A felderített gyakori agyi részgráfok listája és a publikáció szabadon elérhető itt.