Vince, Artúr2019. január 22., kedd
Tudomány

Az emberi agy összeköttetéseinek modellje

2016.07.05.ELTE
National Geographic Magyarország

A tudósok azt feltételezik, hogy egy növekvő fához hasonló struktúra írja le az emberi agy kapcsolatainak fejlődését.

NAGYÍTÁS

A most felfedezett jelenség az agyi kapcsolatok irányának meghatározására is alkalmazhatónak tűnik. A publikáció a rangos PLOS ONE tudományos folyóiratban jelent meg.

Az ELTE Matematikai Intézet PIT Bioinformatikai Csoportja évek óta foglalkozik az Amerikai Egyesült Államok egy agytudományi kutatási programja, a Human Connectome Project adatainak gráfelméleti, matematikai feldolgozásával. 2015-ben elkészítették az emberi agy összeköttetéseinek konszenzus-modelljét: a személyes változékonyságot kiszűrve, a modell csak a sok alanynál megtalálható kapcsolatokat tartalmazza, azaz az agygráf egy egyén agya helyett a közös, emberi agygráf kapcsolatait írja le, a webszervert korábban a Neuroscience Letters folyóirat méltatta. A most hírül adott felfedezés a 2015-ös eredményre épül.

A biológiában rendkívül ritkán fordul elő az, hogy ugyanazon a csúcshalmazon sok különböző gráfot vizsgálnak. Az agygráfoknál azonban ez a tipikus helyzet: a csúcsok az agy szürkeállományának anatómiailag azonosított 1-1,5 négyzetcentiméteres területeinek felelnek meg. A két csúcs éllel van összekötve, amennyiben egy diffúziós MRI-alapú eljárással közvetlen, idegrostokból álló összeköttetést fedeznek fel a csúcsoknak megfelelő, szürkeállománybeli területek között. A webszerver segítségével lehet megjelentetni és ábrázolni a kisebb, illetve a nagyobb gyakorisággal megjelenő agyi kapcsolatokat, azaz az agygráf ritkábban és gyakrabban előforduló éleit.

Az ELTE-s kutatócsoport doktori hallgatója, Kerepesi Csaba a webszerver publikálása után, rendkívül meglepő észrevételt tett. Azok az élek, amelyek a vizsgált alanyok 100 százalékában megtalálhatóak, nyilvánvalóan kevesebben vannak, mint azok az élek, amelyek csak az alanyok 75 százalékában vannak jelen, és ezek kevesebbek, mint azok, amelyek legalább 50 százalékban vagy mondjuk legalább 25 százalékban vannak jelen. Tehát ha tekintjük azokat az agyi kapcsolatokat, amelyek az alanyok legalább x százalékában vannak jelen, és az x-et csökkentjük 100-tól 1-ig, akkor egyre több kapcsolatot kapunk, egyre több él lesz a gráfunkban. A megdöbbentő észrevétel az, hogy az élek nem véletlenül, szétszórva jelennek meg az x paraméter csökkentésével, hanem egy növekedő fához hasonlóan, többnyire a már meglevő élekhez csatlakozva. (Az ELTE webszerverén láthatják a jelenséget, ha a „Show options” választás után a „Minimum edge confidence” csúszkát jobbról balra tolja el, és közben figyeli a megjelenő éleket.)

Az ELTE PIT Bioinformatikai Csoportjának kutatói, Kerepesi Csaba, Szalkai Balázs és Varga Bálint doktoranduszok és Grolmusz Vince egyetemi tanár azt feltételezik, hogy a növekvő fához hasonló struktúra az emberi agy kapcsolatainak fejlődését írja le. Az elsőként megjelenő kapcsolatok szinte minden alanyban ugyanolyanok, és a kapcsolatok kialakulása során az apró, egyedi különbségek fokozatosan összeadódnak, és így a később kialakuló kapcsolatok esetében az egyének közötti változékonyság már jóval nagyobb, mint az előbb kialakulók között volt.

Ha a fenti feltételezés helytálló, akkor – az agyi kapcsolatok fejlődésének leírásán kívül – az agyi kapcsolatok irányának meghatározására is alkalmazhatónak látszik a most felfedezett jelenség; erre idáig az MRI-alapú módszerek nem adtak módot.

Hozzászólások

Hiányzó láncszemet találtak

Hiányzó láncszemet találtak

Szakértők egy csoportja egy 2008-ban felfedezett ősi emberfélét vizsgált.

150 éves lesz a Nature

150 éves lesz a Nature

1869. november 4-én jelent meg a Nature első száma.

2020-ban érkezik az első mesterséges meteorhullás

2020-ban érkezik az első mesterséges meteorhullás

Először Hirosima felett fog mesterséges meteoreső hullni.

Testfestéssel a paraziták ellen

Testfestéssel a paraziták ellen

A csíkos testfestésének parazitaellenes hatása is van.

Az élelmiszer ne az autót táplálja!

Az élelmiszer ne az autót táplálja!

Cellulóz és benzin – egy katalitikus barátság kezdete.

National Geographic 2019. januári címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

7 800 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket