Funkcjonalne rezonans magnetyczny (fMRI) pozwala nam wnioskować o aktywności mózgu u żywych ludzi na podstawie wizualnie atrakcyjnych obrazów. Po pierwsze, pozwoliło nam na kilka ważnych komentarzy na temat naturalnie występujących sieci mózgowych, w tym sieci trybu domyślnego. Jednak, aby zrozumieć takie sieci, potrzebne jest najpierw doświadczenie w zakresie funkcjonalnej łączności.
Co to jest łączność funkcjonalna MRI?
Wiele badań fMRI wykonuje się, gdy pacjent aktywnie wykonuje jakąś czynność. Na przykład, jeśli przyciskają prawą ręką prawą dłoń, w tym momencie może się wyświetlić część lewej półkuli w pobliżu kory motorycznej.
Innym podejściem jest patrzenie na mózg, podczas gdy wolontariusz nie robi nic w skanerze – po prostu leży. Technika ta jest czasami nazywana "spoczynkowym stanem" fMRI.
Podczas gdy tam leżymy, różne obszary mózgu mają aktywność oscylacyjną, co oznacza fale energii elektrycznej, które są związane z sygnałem MRI. Czasami fale te są ze sobą w synchronizacji, co oznacza, że uderzają one w górne i dolne krawędzie fali w tym samym czasie. To trochę tak, jakby byli różnymi członkami orkiestry grającej ten sam kawałek muzyki, podążając tym samym dyrygentem. Mówi się, że dwa takie obszary są funkcjonalnie połączone.
Funkcjonalne połączenia nie muszą być mierzone w spoczynku. Działania takie jak zwrócenie uwagi na coś ważnego mogą zmienić wzorce funkcjonalnej łączności w mózgu.
Funkcjonalna łączność niekoniecznie oznacza, że dwa obszary mózgu są połączone fizycznie i fizycznie. Na przykład dwa różne obszary mózgu mogą być dość odległe od siebie, ale oba odbierają sygnały z centralnego obszaru mózgu, takiego jak wzgórze.
Mogą one nadal być funkcjonalnie połączone, jeśli ich sygnały są zsynchronizowane.
Wprowadzenie do sieci trybu domyślnego
W ciągu ostatniej dekady zwracano większą uwagę na tę funkcjonalną łączność jako sposób znajdowania sieci w mózgu, które są związane z konkretnymi działaniami, w tym po prostu odpoczynku. Jedną z najbardziej znanych sieci do omówienia jest sieć trybu domyślnego.
Termin "tryb domyślny" został po raz pierwszy użyty przez dr Marcusa Raichle’a w 2001 roku w celu opisania funkcji spoczynkowego mózgu. Wcześniej zauważono, że mózg "spoczynkowy" zużywa niewiele mniej energii niż mózg wykonujący "aktywne" zadanie, co sugeruje, że być może mózg nie "odpoczywa" tak bardzo, jak zmienia rodzaj aktywności, w której aktywnie działa. zaręczony.
Sieć z trybem domyślnym (DMN) obejmuje oscylacje o niskiej częstotliwości na poziomie około jednej fluktuacji na sekundę. Sieć jest najbardziej aktywna, gdy mózg jest w spoczynku. Kiedy mózg jest kierowany do zadania lub celu, domyślna sieć dezaktywuje się.
Może istnieć więcej niż jedna sieć trybu domyślnego – to, co nazwaliśmy DMN, może być w rzeczywistości zbiorem mniejszych sieci, z których każda poświęcona jest temu, co nieco inne niż inne. Niemniej jednak niektóre obszary mózgu są obecnie powszechnie uważane za część DMN.
Jakie części mózgu znajdują się w DMN?
Obszary mózgu włączone w sieć trybu domyślnego obejmują przyśrodkowy płat skroniowy, przyśrodkową korę przedczołową i tylną kortę obręczy, jak również brzuszną część przedczytową i części kory ciemieniowej. Wszystkie te regiony zostały powiązane z pewnym aspektem myśli wewnętrznej. Na przykład przyśrodkowy płat skroniowy jest powiązany z pamięcią. Przyśrodkowa kora przedczołowa została powiązana z teorią umysłu, umiejętnością rozpoznawania innych jako mających myśli i uczucia podobne do własnych. Uważa się, że tylny kolista obejmuje integrację różnych rodzajów wewnętrznych myśli.
Lustrzane neurony zostały również użyte do interakcji z DMN.
Co robi DMN?
Ponieważ sieć trybu domyślnego jest najbardziej aktywna w spoczynku i z powodu zaangażowanych struktur, niektórzy ludzie zakładają, że jest ona związana z myślami introspekcyjnymi, w tym czynnościami takimi jak śnienie na jawie lub odzyskiwanie wspomnień. Inni sugerowali jednak, że działanie może być związane z procesami fizjologicznymi niezwiązanymi z żadną konkretną działalnością – nawet spoczynkową – choć wydaje się, że ta opinia wypada z łaski.
Zmiany w sieci trybu domyślnego zostały powiązane z wieloma różnymi chorobami, w tym z chorobą Alzheimera, autyzmem, schizofrenią, zaburzeniem dwubiegunowym, zespołem stresu pourazowego, depresją i wieloma innymi. Choroby mogą powodować zbyt małą aktywność lub zbyt wiele, a czasami dane różnią się, co faktycznie występuje. To, czy odzwierciedla złe rozumienie choroby, techniki, czy obu, jest często niepewne.
Jedną z krytykowanych kwestii dotyczących DMN jest to, że zmiany w nim wydają się bardzo niespecyficzne – jaki jest pożytek z pomiaru, jeśli w rzeczywistości nie mówi on o problemie? Inni kwestionują, czy sieć jest nawet realną koncepcją, choć jak wynika z badań, biologiczna rzeczywistość DMN staje się trudniejsza do zakwestionowania.
Opisano również inne sieci, takie jak związane z uwagą, wzrokiem i słuchem. Podczas gdy medyczne korzyści z tych sieci pozostają niejasne, mogą odzwierciedlać istotną zmianę w sposobie myślenia o mózgu i kto może powiedzieć, gdzie takie myślenie zabierze nas w przyszłości?
