Предлагается метод анализа направлений прилета космических лучей сверхвысоких энергий (КЛСВЭ) с использованием классификатора на основе графовой сверточной нейронной сети (ГСНС). Представленный подход позволяет обнаруживать крупномасштабную анизотропию распределения КЛСВЭ, связанную с наличием близкого источника, находящегося на расстоянии до 20 Мпк. Благодаря более высокой чувствительности ГСНС к наличию локальных пространственных структур, их использование уменьшает требуемое для обнаружения анизотропии минимальное число наблюдаемых событий по сравнению с традиционными подходами, например на основе анализа углового спектра мощности. В работе демонстрируется применение разработанного подхода для оценки возможного вклада ряда ближайших активных ядер галактик в поток КЛСВЭ, наблюдаемый обсерваторией Пьера Оже.