Különbségek a férfi és a női agy között

A férfiak sűrűn összekapcsolt agyi területeinek sokfélesége, változékonysága kisebb, mint a nőké – derült ki az ELTE PIT Bioinformatikai Csoportjának kutatói legújabb kutatásából. A Grolmusz Vince professzor által vezetett csoport több mint 400 ember esetében vizsgálta az agyi kapcsolatokat leíró gráfokat - tudatta az ELTE hírlevele.

Az utóbbi évtizedben az MRI készülékek és a kiértékelő programok fejlődésével már nemcsak az emberi agy különböző részeinek nagysága tanulmányozható, hanem egy sokkal izgalmasabb kérdés is, az agyi kapcsolatok az agy különböző területei között. A területtel foglalkozó kutatók 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 "infrastruktúrát", amely lehetővé teszi 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 a szakemberek megértsék az agy működését. Ehhez azonban pontosan meg kell ismerni azokat a hálózatokat, részgráfokat, amelyek az emberi agyban jelen vannak.

Egy nagy amerikai kutatási program eredményeit felhasználva az ELTE kutatói 413 egészséges fiatal felnőtt agyi kapcsolatait vizsgálva feltérképezték az alanyok legalább 80 százalékában előforduló teljes részgráfokat. Az agyi kapcsolatokat minden alany esetében egy-egy 463 csúcsú gráfon vizsgálták, ahol a csúcsok különböző agyi területeknek felelnek meg. Az ELTE PIT Bioinformatikai Csoportjának kutatói – Fellner Máté és Varga Bálint matematikusok és Grolmusz Vince professzor – több olyan teljes részgráfot is találtak, amely minden egyes alany agygráfjában jelen volt, egy ilyen gráf látható az alábbi ábrán

A legnagyobb teljes gráfok, amelyek legalább az alanyok 80 százalékában jelen vannak,  hétcsúcsúak, és mindkettő a bal agyféltekében van. Hatcsúcsú gyakori teljes gráfból 48-at találtak,  6-ot a jobb és 42-t a bal agyféltekében.

A kutatók megvizsgálták azt is, hogy vannak-e a nemekre jellemző gyakori teljes részgráfok, azaz olyanok, amelyek gyakrabban fordulnak elő a nőknél, mint a férfiaknál, és viszont. Olyan gráfból 224-et találtak, amelyek a nőknél szignifikánsan gyakoribbak, mint a férfiaknál, és 812 olyat, amelyek a férfiaknál szignifikánsan gyakoribbak, mint a nőknél.

A nemeknél, illetve az agyféltekéknél talált különbségeket úgy is lehetne egy kis pontatlansággal magyarázni, hogy a férfiak sűrűn összekapcsolt agyi területeinek sokfélesége, változékonysága kisebb, mint a nőké, ezért van sokkal több gyakori teljes részgráf a férfi agyakban. Hasonlóan, a bal agyfélteke sűrűn behálózott területeinek kapcsolatai „szabályosabbak”, kevesebbet szórnak, mint a jobb agyfélteke hasonló kapcsolatai.

A sűrűn behálózott agyi területek azonosítása azért is fontos, mert ezek a területek lehetnek azok, amelyekben  a legnagyobb az idegsejtek közötti együttműködés: ugyanis egy-egy idegsejt magában nem sok mindenre képes, azonban az agyunkban, sok milliárd kapcsolatuknak köszönhetően az idegsejtek összessége az emberi kultúrát, a tudományt és a művészeteket hozta létre. (A publikáció a PLOS ONE folyóiratban jelent meg.)