A tudományos kutatási programok közt egyre nagyobb szerepet nyer az agykutatás. A Neuron című folyóirat az egyik legrangosabb közlési hely ezen a területen. A februári szám egyik cikkének társszerzője Ercsey-Ravasz Mária, a BBTE Fizika Karának kutatója. Ő és Toroczkai Zoltán, az amerikai Notre Dame Egyetem professzora, aki maga is a BBTE Fizika Karán végezte egyetemi tanulmányait, több éve kollaborálnak egy Henry Kennedy által vezetett francia agykutató csoporttal. A kutatás fő célja feltérképezni és tanulmányozni az agy struktúráját, főleg a különböző funkcionális zónák közti strukturális hálózatra való tekintettel. Cikkük, melynek címe Az egér kortikális konnektomja egy ultra-sűrű hálózat, melynek specificitását a területek kötésprofiljai adják, új kísérleti adatokat és elemzéseket mutat be.[1]

Az emberi agyban megközelítőleg 86 milliárd neuron van. Az utóbbi évtizedekben sok előrelépés történt a molekuláris, genetikai és strukturális felépítésük, illetve funkcióik megértésében. Viszont az idegrendszer igazi ereje a nagyszámú neuron akadálymentes és hatékony koordinálásában rejlik. A neuronok sok különböző skálán szerveződnek az agyban, kis mikroáramköröktől a nagyobb területi hálózatokig. A kutatók számára nagy kihívás kidolgozni kísérleti módszereket, amelyekkel fel lehet térképezni az agykéreg struktúráját, és elemezni, illetve értelmezni lehet az óriási adatmennyiséget, amely a kísérletekből származik. Ahhoz, hogy a sokmilliárd neuron által alkotott hálózatot megértsük, előbb magasabb szinten kell vizsgálnunk az agykéreg struktúráját. Ezért az első lépés a különböző agyterületek által alkotott hálózat feltérképezése és megértése. Ugyanakkor fontos összehasonlítani különböző fajokat is, követve az agy fejlődését az evolúció során.

Míg előző kutatásaik során a makákó agyhálózatát tanulmányozták, ebben a cikkben egereken végzett méréseket mutatnak be. Kiderül, hogy az egér agyában sokkal sűrűbb a funkcionális területek által alkotott hálózat, mint a makákóéban. A kötéseknek 97%-a jelen van, míg a makákónál ez csak 66% volt. A specifikusabb információ a kötések súlyában van elrejtve. Ezek több mint 5 nagyságrenden keresztül változnak, akárcsak a makákó agyában, de ennek ellenére a kötések erőssége konzisztens az egyedek között. A súlyozott hálózat elemzése kimutatta, hogy míg a kommunikációs hatékonyság hasonló a makákóéhoz, a térbeli klaszterezés gyengébb.

Az új kísérleti adatok sok szempontból eltérnek az egerekre kapott eddigi adatoktól, ezért további érdekes eredmények várhatók.

[1] Gamanut, Razvan; Kennedy, Henry; Toroczkai, Zoltan; Ercsey-Ravasz, Maria; Van Essen, David C.; Knoblauch, Kenneth; Burkhalter, Andreas „The Mouse Cortical Connectome, Characterized by an Ultra-Dense Cortical Graph, Maintains Specificity by Distinct Connectivity Profiles” NEURON, vol. 97, issue 3, 698-715.e10, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2017.12.037. Lásd még: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627317311856.