Разбиране на мрежата по подразбиране

Функционалното ядрено-магнитен резонанс (fMRI) ни позволява да правим изводи за мозъчната активност на живите хора въз основа на визуално завладяващи изображения. Първо, това ни позволи да направим някои важни коментари по естествено срещащи се мозъчни мрежи, включително мрежата по подразбиране. За да се разберат такива мрежи обаче, първо е необходим известен опит във функционалната свързаност.

Какво представлява ЯМР за функционална свързаност?

Много изследвания на fMRI се правят, докато пациентът активно извършва някаква дейност. Например, ако те натиснат бутон с дясната си ръка, по-късно може да видите как светва част от лявото полукълбо близо до кората на двигателя по това време.

Друг подход е да погледнете мозъка, докато доброволецът-изследовател не прави нищо в скенера - просто лежи там. Тази техника понякога се нарича fMRI „състояние на покой“.

Докато лежим там, различните области на мозъка имат осцилаторна активност, което означава вълни от електричество, които са свързани с ЯМР сигнала. Понякога тези вълни са синхронизирани помежду си, което означава, че те удрят едновременно върховете и паденията на формата на вълната. Сякаш са различни членове на оркестър, които свирят едно и също музикално произведение, докато следват един и същ диригент. Твърди се, че две такива области са функционално свързани.

Функционалната свързаност не трябва да се измерва в покой. Дейности като обръщането на внимание на нещо важно могат да променят моделите на функционална свързаност в мозъка.

Функционалната свързаност не означава непременно, че две области на мозъка са директно и физически свързани. Например, две различни мозъчни области може да са доста отдалечени, но и двете получават сигнали от централен мозъчен регион като таламуса. Те все още могат да бъдат функционално свързани, ако техните сигнали са в синхрон.

Представяне на мрежата за режим по подразбиране

През последното десетилетие се отделя все по-голямо внимание на тази функционална свързаност като начин за намиране на мрежи в мозъка, които са свързани с определени дейности, включително просто почивка. Една от най-изявените мрежи за обсъждане е мрежата по подразбиране.

Терминът „режим по подразбиране“ е използван за първи път от д-р Маркус Райчл през 2001 г. за описание на мозъчната функция в покой.По-рано беше отбелязано, че „почиващият“ мозък използва едва ли по-малко енергия от мозъка, изпълнявайки „активна“ задача, което предполага че може би мозъкът не „почива“ толкова много, колкото променя вида дейност, в която е активно ангажиран.

Мрежата по подразбиране (DMN) включва нискочестотни трептения с около една колебание в секунда. Мрежата е най-активна, когато мозъкът е в покой. Когато мозъкът е насочен към задача или цел, мрежата по подразбиране се деактивира.

Всъщност може да има повече от една мрежа по подразбиране - това, което нарекохме DMN, всъщност може да бъде колекция от по-малки мрежи, всяка посветена на нещо малко по-различно от другата. Независимо от това, някои области на мозъка сега обикновено се разбират като част от DMN.

Какви части от мозъка са в DMN?

Областите на мозъка, включени в мрежата по подразбиране, включват медиалния темпорален лоб, медиалния префронтален кортекс и задната цингуларна кора, както и вентралния прекунеус и части от теменната кора. Всички тези региони са свързани с някакъв аспект на вътрешната мисъл. Например медиалният темпорален лоб е свързан с паметта. Медиалната префронтална кора е свързана с теорията за ума, способността да разпознаваме другите като имащи мисли и чувства, подобни на собствените. Смята се, че задният цингулар включва интегриране на различни видове вътрешни мисли. Огледалните неврони също са позиционирани да взаимодействат с DMN.

Какво прави DMN?

Тъй като мрежата по подразбиране е най-активна в покой и поради участващите структури, някои хора смятат, че тя е свързана с интроспективна мисъл, включително дейности като мечтание или извличане на спомени. Други обаче предполагат, че активността може просто да бъде свързана с физиологични процеси, несвързани с някаква конкретна дейност⁠ - дори почивка⁠ - въпреки че това мнение изглежда отпада.

Промените в мрежата по подразбиране са свързани с голям брой различни заболявания, включително болестта на Алцхаймер, аутизъм, шизофрения, биполярно разстройство, посттравматично стресово разстройство, депресия и др. Болестите могат да причинят или твърде малко активност, или твърде много, а понякога данните се различават по отношение на това, което всъщност се случва. Дали това отразява лошо разбиране на болестта, техниката или и двете често е несигурно.

Една от критиките, които възникнаха по отношение на DMN, е, че промените в него изглеждат много неспецифични⁠ - каква полза е измерването, ако всъщност не ви казва какъв е проблемът? Други са поставили под въпрос дали мрежата е дори жизнеспособна концепция, макар че с натрупването на изследвания биологичната действителност на DMN става по-трудно да се постави под въпрос.

Описани са и други мрежи, като тези, свързани с внимание, зрение и слух. Въпреки че медицинските ползи от тези мрежи остават неясни, те може да отразяват важна промяна в начина, по който мислим за мозъка и кой може да каже къде такова мислене ще ни отведе в бъдеще?