Agyi kapcsolatok irányítása

Az ELTE kutatóinak a PLoSOne folyóiratban most megjelent eredménye az agyi kapcsolatok irányításával foglalkozik: a világon először publikáltak egy olyan módszert, amellyel a strukturális MRI-vel megtalált kapcsolatok nagy részéhez irányt lehet rendelni.

Az emberi agyban mintegy 80 milliárd idegsejt, neuron található. Egyedül egy-egy idegsejt sem könnyen leírható egység, azonban a teljes emberi agy képességeihez viszonyítva nagyon egyszerű funkciókat lát el. Az agy hihetetlenül bonyolult működése, amely az emberi civilizációt, kultúrát, tudományt és a művészetet létrehozta, az idegsejtek kapcsolódásainak, és az agy hálózatának működésére vezethető vissza.

Ennek a hálózatnak, a konnektomnak, azaz agygráfnak a felderítése és a tanulmányozása nagy hatékonysággal ma mágneses magrezonancia képalkotással, röviden MRI-vel végezhető. Diffúziós MRI-vel fel lehet deríteni az agyban az idegsejtek nyúlványaiból, az axonokból álló idegrostok lefutását, és meg lehet rajzolni ezt a hálózatot, azaz az agy gráfját. Azonban a jelenlegi módszerek nem teszik lehetővé a kapcsolatok sejt-szintű felderítését: az MRI-t használó módszerekkel az agy mintegy 1000 területe között lefutó, makroszkopikus  idegrostokat tudjuk láthatóvá tenni.

Az ELTE PIT Bioinformatikai Kutatócsoportja több éve foglalkozik az agygráfok szerkesztésével és elemzésével. A most megjelent eredményük az agyi kapcsolatok irányításával foglalkozik: a világon először publikáltak egy olyan módszert, amellyel a strukturális MRI-vel megtalált kapcsolatok nagy részéhez irányt lehet rendelni.

Ez azért érdekes, mert az egyes axonokban az ingerület terjedésének jól meghatározott iránya van, és ez sok axonkötegre is érvényes. Ezt az irányt az MRI nem képes megmutatni, de az ELTE kutatócsoportja (dr. Szalkai Balázs, dr. Kerepesi Csaba, Varga Bálint és Grolmusz Vince professzor, a kutatócsoport vezetője) az általuk felfedezett CCD jelenséggel meg tudja jósolni, több száz MRI felvétel felhasználásával. A módszert, az irányításra használt algoritmust valamint több, mint 400 irányított agygráfot a PLoSOne folyóiratban most megjelent cikkük írja le. A teljes cikk elérhető itt