A nők agya tényleg hatékonyabb, mint a férfiaké

Fotó: Thinkstock / Thinkstock

-

A nők agya több kapcsolatot tartalmaz, mint a férfi agy –derítették ki az ELTE kutatói. Trükkös kérdés, hogy ez pontosan mit jelent. Az agyról egyelőre többet nem tudunk, mint amennyit igen.


A férfi és a női aggyal, gondolkodással, mentális képességekkel kapcsolatban milliónyi eltérő információ forog közszájon. Azt biztos hallották már, hogy a férfiak az ősember mamutvadász életmódja és az emiatt tökéletesedett térlátás miatt jobban parkolnak a kocsival, míg a nők... nos, ők nem annyira.


A fenti mondat persze részben marhaság, részben a dolgok végletes leegyszerűsítése. Azért lehet mégis annyira népszerű, mert könnyen megérthető, egyszerű. Az igazi agykutatás viszont gyakran nehezen felfogható, ráadásul a nagy, világmagyarázó jelentőségű kérdésekre könnyen kapunk „nem tudom” választ a kutatóktól.

Az ELTE PIT Bioinformatikai Csoportjának legújabb publikációja nyár elején jelent meg: a Human Connectome Project által gyűjtött adatokat elemezve jutottak arra, hogy a női agyakban több összeköttetés van, aminek köszönhetően jobb vagy hatékonyabb hálózatnak számít a férfiakéhoz képest. Abban bízva, hogy most végre a mamutos dolognak a végére járok, Grolmusz Vince professzornak tettem fel kérdéseket a tanulmány kapcsán.


A mostani eredmény elmond-e bármit a gondolkodásbeli, agyműködésbeli különbségekről?

Ez túl messzemenő következtetés lenne. Most egy olyan, nagyon izgalmas időszakot élünk, amikor az agyi kapcsolatokat fel tudjuk térképezni egy elég durva skálán, az egész agyban. A „durva skálán” azt értjük, hogy az agyban kicsit több, mint 80 milliárd idegsejt van. A mi gráfjainkban (pontok és az azokat összekötő vonalak összessége, hálózattal való ábrázolása) csak 1015 csúcs van.

A neuronszintű agygráfban 80 milliárd csúcsnak kellene lenni: minden csúcs megfelelne egy idegsejtnek, és minden idegsejt minden kapcsolatát is le kellene írnia. Ezt egyelőre az ecetmuslica agya esetében sem sikerült még megtenni, pedig ott csak 100 ezer idegsejt van. Az ember esetében az ilyen, neuronszintű agygráf megszerkesztésére még sokáig várni kell. Viszont az 1015 csúcsú gráfok is sokkal több információt hordoznak, mint amelyek eddig a kutatók rendelkezésére álltak.


Ecetmuslica - na, ő még problémát okoz nekünk


Tehát ez azt jelenti, ha jól értem, hogy az agy működését 80 milliószor egyszerűbb modellen (hálózaton vagy gráfon) vizsgálták, mint amilyen összetett egy emberi agy. Milyen sebességű a fejlődés az agy feltérképezésében? Mikorra lehet teljes emberi agyakkal számolni? Egyáltalán megismerhetünk a mostani technológiánkkal egy agyat?

A módszerek gyorsan fejlődnek, de az emberi agy nagy és bonyolult. Sejtszinten biztosan nem tudjuk még sokáig teljesen feltérképezni a kapcsolatokat. Ez még az említett, 100 ezer neuronnal rendelkező ecetmuslicánál is csak egy távoli cél, annak ellenére, hogy sok százmillió dollárt költöttek már erre.

Ha valaki ma odaadná nekünk egyetlen emberi agy összes sejtszintű összeköttetésének táblázatát, azzal sem tudnánk sokat kezdeni: egyrészt az idegsejtek közötti összeköttetések gyorsan és dinamikusan változnak, így legjobb esetben is csak egy pillanatnyi állapotot látnánk. Másrészt belefulladnánk a sok adatba, nem tudnánk mit kezdeni a százezer-milliárdos skálán mozgó kapcsolattal. Talán nem is baj, hogy ma még csak pár száz csúcs közötti összeköttetést tudunk mérni, és így kifejlődhetnek azok a módszerek, amelyekkel a jövőbeni nagyobb felbontású gráfokon jó eredményeket fogunk majd elérni.


Honnan szerzik az adatokat?

Az adatbázisunk diffúziós MRI (mágneses magrezonancia képalkotás – a lágy szövetekről a CT-nél jobb felbontású képet készítő technológia) felvételeket tartalmaz: ezeken a felvételeken a vízmolekulák mozgási irányát lehet feltérképezni. Az idegsejtek hosszú nyúlványaiból álló rostokban a vízmolekulák követik a rostok alakját, és a vízmolekulák mozgását követve fel lehet térképezni ezeket az idegrostokat az agy fehérállományában.

Az ilyen ábrákból készülnek az agygráfok: két agykérgi területet összekötünk egy gráf-éllel, ha idegrostot találunk közöttük. A keresést természetesen szoftver végzi, nem szabad szemmel kell megtalálni a kapcsolatokat.


Bár nem ezt a látványt szokták meg, higgyék el, hogy ez egy agy


Hogyan áll össze egy agyfelvétel?

A vízmolekulák diffúziójából, keveredéséből ki lehet számolni, hogy hol van a fehérállomány, ahol jól kimutatható iránya van a diffúziónak, és hol a szürkeállomány, ahol minden irányban ugyanakkora a diffúzió. Aztán meg kell határozni az anatómiai agyit területeket, majd felderíteni, hogy merre futnak az idegrostok. Végül meg kell szerkeszteni az agy gráfját az idegrostok által összekötött agykérgi és más szürkeállománybeli területekről.


Az adatbázis feldolgozása egy számítógépünkön kicsit kevesebb, mint egy napig fut.

Agyhullámmal gépet irányítani rég tudunk, az agy modellezése, feltérképezése más nehézségű probléma


A leghétköznapibb módon hogy lehet megragadni azt a különbséget a férfi és a női agy között, amit megtaláltak?

Annak alapján, amit mi találtunk, a női agyból készült agygráfban több összeköttetés van, és ezek az összeköttetések több szempontból „jobb” vagy „hatékonyabb” hálózatot írnak le, mint a férfi agyból készült agygráf esetén.

Ezt úgy értjük, hogy ha olyan paraméterek mentén vizsgáljuk az agyat, mint a többmagos processzorokat szokták vizsgálni a számítógép-tervező mérnökök, akkor a nők esetében ezek a paraméterek jobbak.


agy


Milyen folytatási lehetőségei vannak a kutatásuknak?

Sok nyitott kérdés van: például különböző pszichológiai teszteredmények, illetve agyi betegségek, az öregedés és az agygráf gráfelmélet paraméterei közötti összefüggéseinek, valamint az agy különböző területeinél az összeköttetések eltérő individuális változékonyságának a feltérképezése.

Ez utóbbiról annyit mondanék, hogy nagy különbség van különböző agyi területek változékonysága között, például az elsődleges hallókéregben az egyének közötti változékonyság nagy, a homloklebenyben pedig kisebb. Ilyen kérdéseket eddig még meg sem tudtak fogalmazni a kutatók, annyira nem voltak eddig eszközeink arra, hogy ezekre válaszoljunk. Most új, izgalmas lehetőségeink nyíltak meg erre is.