Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) позволяет нам делать выводы об активности мозга у живых людей на основе визуально убедительных изображений. Во-первых, это позволило нам сделать несколько важных комментариев о естественных сетях мозга, включая сеть режима по умолчанию. Однако для понимания таких сетей сначала требуется некоторый опыт функциональной связи.
Роксана Вегнер / Getty ImagesЧто такое МРТ функциональной связи?
Многие исследования фМРТ проводятся, когда пациент активно занимается какой-либо деятельностью. Например, если они нажмут кнопку правой рукой, вы можете позже увидеть, как в это время загорится часть левого полушария рядом с моторной корой.
Другой подход - смотреть на мозг, в то время как доброволец-исследователь вообще ничего не делает в сканере - просто лежит там. Этот метод иногда называют фМРТ в состоянии покоя.
Пока мы лежим, в разных областях мозга наблюдается колебательная активность, то есть электрические волны, связанные с сигналом МРТ. Иногда эти волны синхронизированы друг с другом, что означает, что они достигают максимумов и минимумов формы волны одновременно. Это как если бы они были разными участниками оркестра, играющими одно и то же музыкальное произведение, следуя за одним и тем же дирижером. Две такие области называются функционально связанными.
Функциональную связность не нужно измерять в состоянии покоя. Такие действия, как внимание к чему-то важному, могут изменить паттерны функциональной связи в мозгу.
Функциональная связь не обязательно означает, что две области мозга напрямую и физически связаны. Например, две разные области мозга могут находиться довольно далеко друг от друга, но обе получают сигналы из центральной области мозга, такой как таламус. Они все еще могут быть функционально связаны, если их сигналы синхронизированы.
Представляем сеть с режимом по умолчанию
За последнее десятилетие или около того все большее внимание уделялось этой функциональной связности как способу поиска сетей в мозгу, которые связаны с определенными действиями, включая просто отдых. Одна из наиболее известных сетей, которую следует обсудить, - это сеть с режимом по умолчанию.
Термин «режим по умолчанию» был впервые использован доктором Маркусом Райхлом в 2001 году для описания функции мозга в состоянии покоя. Ранее было отмечено, что «отдыхающий» мозг потребляет чуть меньше энергии, чем мозг, выполняющий «активную» задачу, что предполагает что, возможно, мозг не столько «отдыхает», сколько меняет тип деятельности, которой он активно занимается.
Сеть в режиме по умолчанию (DMN) включает в себя низкочастотные колебания с частотой около одного колебания в секунду. Сеть наиболее активна, когда мозг находится в состоянии покоя. Когда мозг направлен на задачу или цель, сеть по умолчанию отключается.
Фактически может быть более одной сети с режимом по умолчанию - то, что мы назвали DMN, на самом деле может быть набором более мелких сетей, каждая из которых предназначена для чего-то немного отличного от другой. Тем не менее, некоторые области мозга теперь обычно считаются частью DMN.
Какие части мозга входят в DMN?
Области мозга, включенные в сеть режима по умолчанию, включают медиальную височную долю, медиальную префронтальную кору и заднюю поясную кору, а также вентральную предклинье и части теменной коры. Все эти области были связаны с каким-то аспектом внутренней мысли. Например, медиальная височная доля связана с памятью. Медиальная префронтальная кора головного мозга была связана с теорией разума, способностью распознавать мысли и чувства других, похожие на собственные. Считается, что задняя поясная извилина включает в себя интеграцию различных видов внутренних мыслей. Было также установлено, что зеркальные нейроны взаимодействуют с DMN.
Что делает DMN?
Поскольку сеть режима по умолчанию наиболее активна в состоянии покоя и из-за задействованных структур, некоторые люди утверждали, что она связана с интроспективным мышлением, включая такие действия, как мечтания или извлечение воспоминаний. относиться к физиологическим процессам, не связанным с какой-либо конкретной деятельностью - даже с отдыхом, - хотя это мнение, похоже, теряет популярность.
Изменения в сети режима по умолчанию были связаны с большим количеством различных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера, аутизм, шизофрению, биполярное расстройство, посттравматическое стрессовое расстройство, депрессию и многое другое. Заболевания могут вызывать либо слишком низкую, либо слишком большую активность, и иногда данные различаются относительно того, что действительно происходит. Часто остается неясным, отражает ли это плохое понимание болезни, техники или того и другого.
Одно из критических замечаний, которое возникло в отношении DMN, заключается в том, что изменения в нем кажутся очень неспецифическими - какой смысл в измерении, если оно на самом деле не говорит вам, в чем проблема? Другие задаются вопросом, является ли сеть вообще жизнеспособной концепцией, хотя по мере накопления исследований биологическая актуальность DMN становится все труднее подвергать сомнению.
Также были описаны другие сети, например, связанные с вниманием, зрением и слухом. Хотя медицинские преимущества этих сетей остаются неясными, они могут отражать важные изменения в том, как мы думаем о мозге, и кто может сказать, куда такое мышление приведет нас в будущем?
