کانکتومیکس

کانکتومیس، دانش تولید  کانکتوم  و تحقیق پیرامون آن است. کانکتوم به نقشه های جامع اتصالات در سیستم عصبی یک موجود زنده، معمولاً در داخل مغز یا چشم گفته می شود. به علت اینکه این ساختارها به شدت پیچیده هستند، روش هایی که در این زمینه به کار میروند از تصویر برداری عصبی با توان پردازشی بالا و تکنیک های بافت شناسی برای افزایش سرعت، کارایی، و دقت نقشه های مربوط به تعداد زیادی از اتصالات عصبی در یک سیستم عصبی استفاده می کنند. در حالی تمرکز اصلی این نوع پروژه ها روی مغز است، هر اتصال عصبی مانند تماس  عصبی ماهیچه ای  می تواند به صورت تئوری به وسیلهٔ کانکتومیس نگاشت شود.
یکی از مهم ترین ابزارهایی که برای تحقیقات کانکتومیکس استفاده می شود،   تصویربرداری پخش وزنی در ابعاد میکرو  است. اصلی ترین ابزار برای تحقیقات کانکتومیکس در ابعاد میکرو حفظ ساختار شیمیایی مغز و به دنبال آن میکروسکوپ الکترونی سه بعدی است، که در بازسازی مدارهای عصبی به کار میرود. برای دیدن یکی از اولین میکرو کانکتوم ها با دقت بالا، پروژهٔ ازاد کانکتوم را ببینید که شامل تعداد زیادی پایگاه دادهٔ کانکتوم از جمله پایگاه داده با حجم 12ترابایت از Bock است.
به غیر از مغز انسان، بعضی از سیستم های مدلی که برای تحقیقات کانکتومیکس استفاده شده است موش، مگس سرکه، nematod C. elegans  و جغد انبار هستند.  
با مقایسهٔ کانکتوم های افراد بیمار و سالم، می توانیم راجع به برخی آسیب شناسی های روانی، مانند درد نوروپاتی، و درمان های احتمالی آن ها دید به دست آوریم. به طور کلی، زمینهٔ علوم اعصاب از استانداردسازی و داده های خام استفاده می کند. به عنوان مثال، نقشه های کانکتوم می توانند داده های لازم را برای مدل های کامپیوتری در رابطه با پویایی مغز فراهم کنند. شبکه های عصبی فعلی غالباً وابسته به نمایش احتمالاتی الگوهای اتصالات هستند. کانکتوگرام ها ( نمودارهای دایره ای کانکتومیکس ) در مورد ضربه های مغزی برای ضبط وسعت ضربه به شبکه های عصبی به کار رفته اند. [ ۱]
کانکتوم انسان می تواند به وسیلهٔ یک گراف ( گراف ( ریاضیات گسسته ) را ببینید ) نمایش داده شود و ابزارهای قوی، تعاریف و الگوریتم های نظریه گراف می توانند به این گراف ها اعمال شوند. با مقایسهٔ کانکتوم ها ( یا گراف های مغزی ) متعلق به زنان و مردان سالم، Szalkail نشان داده است که در تعداد زیادی از پارامترهای تئوری گراف، کانکتوم ساختاری زنان نسبت به کانکتوم مردان به وضوح  اتصالات بهتری دارد. به عنوان مثال، کانکتوم دارای یال های بیشتر، کمینه عرض دوبخشی بیشتر، eigengap بیشتر، و کمینه پوشش راسی بیشتر نسبت به مردان است. کمینه عرض دوبخشی یک معیار معمول برای سنجش کیفیت شبکه های میان ارتباطی چند سطحی کامپیوتری است که گلوگاه های احتمالی در ارتباطات شبکه ای را توصیف می کند. هر چه این مقدار بیشتر باشد شبکه بهتر خواهد بود. مقدار eigengap بیشتر تشان می دهد که کانکتوم زنان گراف گسترش بهتری نسبت به کانکتوم مردان است. خاصیت گسترش بهتر، کمینه عرض bipartition و مقدار بیشتر کمینه پوشش راسی نشان دهندهٔ مزیت بیشتر در اتصالات شبکه در مورد گراف مغزی زنان است.