Netværket af den passive tilstand af hjernen

Default mode netværk [3] ( DMN ) er et neuralt netværk af interagerende dele af  hjernen , der er aktivt, når en person ikke er optaget af at udføre nogen opgave , Dette neurale netværk studeres aktivt blandt de såkaldte hviletilstandsnetværk . Netværket blev opdaget i begyndelsen af ​​2000'erne af en gruppe neurofysiologer ledet af den amerikanske professor Markus Reichl . Netværket omfatter flere anatomisk adskilte, men funktionelt forbundne områder af hjernen: ventromedial præfrontal cortex , dorsomedial præfrontal cortex , lateral parietal cortex og posterior cingulate cortex sammen med tilstødende dele af precuneus . Ofte indgår den entorhinale cortex også i SPRM [4] .  

Undersøgelser viser, at folk bruger cirka en halv dag på mentale minirejser [5] uden at tænke på aktuelle opgaver.

I 2019 er terminologien inden for studiet af hjernens passive tilstand kun ved at blive dannet. I bogen af ​​S. Pillay bruges udtrykkene "defokuseret bevidsthed", "defokuseret" (spredning) til at betegne en sådan tilstand af hjernen, og "koncentration" bruges til tilstanden af ​​målrettet problemløsning [6] .

Funktioner

Fra 2015 er SMRM's funktioner, på trods af aktiv forskning, ikke fuldt ud kendt. Der er to tilgange til at identificere disse funktioner, som betinget kan kaldes strukturelle og systemiske. Den strukturelle tilgang er forbundet med analysen af ​​funktionerne i de strukturer og regioner i hjernen, der udgør det anatomiske grundlag for netværket, systemtilgangen er forbundet med analysen af ​​hjernens egen aktivitet som et sæt af interagerende neurale systemer [ 4] .

Strukturel tilgang

Den ventromediale præfrontale cortex er det område, der forbinder den orbitofrontale cortex og strukturer såsom hypothalamus , amygdala og midthjernens centrale grå stof På grund af disse anatomiske forbindelser spiller det en vigtig rolle i at sende sensorisk information om omverdenen og kroppen til de strukturer, der er ansvarlige for viscerale og motoriske reaktioner. Ødelæggelse af den ventromediale præfrontale cortex hos patienter (for eksempel som i det klassiske tilfælde af Phineas Gage ) fører til alvorlige ændringer i en persons psyke og personlighed [7] . Ved hjælp af neuroimaging-metoder blev det fundet, at i angstfulde følelsesmæssige tilstande øges aktiviteten af ​​SPRM. Ifølge Markus Reichl indikerer aktiviteten af ​​MMPP-komponenten forbundet med den ventromediale præfrontale cortex en dynamisk balance mellem rettet opmærksomhed og en persons generelle følelsesmæssige baggrund, som forekommer i den såkaldte "basic" (dvs. inaktiv og rolig) tilstand [4] .

Den dorsomediale præfrontale cortex er anatomisk støder op til den ventromediale præfrontale cortex, men dens aktivitet er forbundet med et andet aspekt af den "grundlæggende" tilstand, nemlig fordybelse i tanker relateret til personen selv. I forsøgene blev forsøgspersonerne præsenteret for følelsesmæssigt signifikante billeder, og de skulle notere sig, om disse billeder forårsager behagelige eller ubehagelige fornemmelser [8] . Samtidig steg aktiviteten af ​​DMPP-komponenten forbundet med den dorsomediale præfrontale cortex, og aktiviteten i den ventromediale præfrontale cortex faldt, i overensstemmelse med, at den følelsesmæssige komponent falder i takt med, at opgaven kræver mere opmærksomhed.

Den posteriore cingulate cortex og den mediale precuneus er komponenter i SPRM, der er tæt beslægtet med hippocampus-dannelsen . De er forbundet med hukommelse og minder, som kan dukke op ufrivilligt i den "basale" tilstand eller er bevidst forårsaget af en person.

Disse tre hovedkomponenter, udpeget inden for rammerne af den strukturelle tilgang, indikerer således SRM's rolle i processer som den følelsesmæssige baggrund for mental aktivitet, tanker korreleret med emnet selv ( engelsk  self-referential thoughts ) og erindringer. Ifølge moderne eksperimentelle data er disse komponenter altid til stede i de tilstande, hvor SPRM virker, men deres relative aktivitet kan variere (øge eller falde) afhængigt af opgavens art eller personens aktuelle tilstand [4] .

Systemtilgang

I de tidlige år efter dets opdagelse var det passive mode-netværk normalt forbundet med at være i en hviletilstand, når en person ikke har travlt med at løse opgaver relateret til koncentrationen af ​​opmærksomhed på eksterne genstande. Denne tilstand er karakteriseret ved afslapning, fordybelse i sig selv, fokus på sine tanker, spontane minder om tidligere begivenheder eller refleksioner over fremtiden. For nylig har forskere dog i stigende grad sat spørgsmålstegn ved SMRM's passive rolle. Det foreslås endda at ændre navnet på netværket: i stedet for "default mode network", kald det bare "default network", og fjern ordet "mode" fra navnet, som på engelsk understreger netværkets passive karakter [9 ] .

Indikationer på SMRMs grundlæggende rolle i de fleste hjerneprocesser følger af det faktum, at hjernens energiforbrug (i form af masse, der udgør 2 % af hele kroppen, men forbruger 20 % af al energi) forbliver næsten konstant uanset hvad en person laver, om han hviler eller løser opgaver, der kræver seriøs koncentration af opmærksomhed. I sidstnævnte tilfælde overstiger lokale afvigelser fra det gennemsnitlige energiforbrug ikke 5 % [10] .

I systemtilgangen betragtes de processer, der forekommer i hjernen, som resultatet af den parallelle aktivitet af mange funktionelle systemer , herunder store ensembler af neuroner og specialiserede til at løse visse problemer. Især er det passive mode netværk i modsætning til det såkaldte netværk af operationel problemløsning ), som aktiveres, når en person er koncentreret om at udføre komplekse opgaver, der kræver mobilisering af opmærksomhed, arbejder "glemmer sig selv", og går ind i flowtilstande . Disse to netværk arbejder i modfase, når aktiviteten af ​​den ene stiger med en ændring i naturen af ​​menneskelig aktivitet, aktiviteten af ​​den anden falder, og omvendt. Markus Reichl foreslår, at SPRM'ens rolle kan være fundamental i den forstand, at dette netværk opretholder en balance mellem adfærdsmæssige handlinger baseret på mere specialiserede funktionelle systemer og en "grundlæggende" tilstand, når en person ikke løser nogle specifikke opgaver, men er vågen og klar til enhver handling [4] .

Aktuelle forskningsresultater

Undersøgelserne udført i 2018 har i vid udstrækning afsløret arten og omfanget af SMRM-forbindelser i tilstande af fokus og defokus [6] [11] . Det blev afsløret, at SPRM udfører følgende funktioner:

• Absorberer distraktioner [12] [13] . Defokus-kredsløb spiller en vigtig rolle i at holde opmærksomheden, absorbere og behandle al unødvendig information, der distraherer fra den aktuelle opgave.

• Giver fleksibilitet i tænkningen [14] [15] . Defocus fungerer som et middel til forgrening, som sikrer skift af opmærksomhed fra en opgave til en anden. Korrekt brug af SMRM giver dig mulighed for at gøre tænkningen mere fleksibel.

• Etablerer dybe forbindelser med det indre selv og omverdenen [16] [17] . SPRM giver hovedadgangen til selvbiografisk hukommelse . Sådan er en person forbundet med sine livsbegivenheder lagret i forskellige dele af hjernen, og på et hvilket som helst tidspunkt af koncentration er det muligt at hente tidligere begivenheder fra hukommelsen. Personlighedstræk og selvopfattelse reduceres af defokus-kredsløb til ét punkt og kan aktiveres af dem samtidigt.
• Aktiverer kæder af "sociale bånd" [18] [19] .
• Den forener fortid, nutid og fremtid [20] [21] . Information om fortiden, hentet fra hukommelsen, signaler opfattet af sanserne og planer og fremtidens billeder kombineres. SPRM samler dem og bidrager til forståelsen af, hvad der sker i det aktuelle øjeblik. Det forbinder punkterne i tidsskalaen i en persons liv.
• Hjælper med kreativ selvudfoldelse [22] [23] . SPRM har evnen til at etablere forbindelser mellem enkelte dele af hjernen, og dermed opstår unikke associationer og udviklingen af ​​en persons identitet gennemføres. Dette gør det muligt at handle spontant og direkte.
• Fremmer en klarere manifestation af vage erindringer [24] [25] . SRM hjælper med at bruge den hukommelse, der ligger uden for opmærksomhedsgrænsen , og udtrække information fra den, som ikke er hentet på andre måder.

Overtrædelser

Det antages, at forstyrrelser i arbejdet med SMRM kan spille en rolle i sygdomme og lidelser såsom Alzheimers sygdom , autisme , skizofreni , depression , opmærksomhedsunderskud hyperaktivitetsforstyrrelse , obsessiv-kompulsiv lidelse , kronisk smerte osv. [9]

Noter

1. ↑ Markus Reichl. Hjernens mørke energi // I videnskabens verden. - 2010. - Nr. 5. - S. 24-29.
2. ↑ Kennedy DP, Courchesne E. Funktionelle abnormiteter i standardnetværket under selv- og anden-refleksion i autisme // Social Cognitive and Affective Neuroscience. - 2008. - Bd. 3. - S. 177-190. — ISSN 1749-5016 . - doi : 10.1093/scan/nsn011 .
3. ↑ Det engelske navn er bogstaveligt talt oversat som et standard mode netværk og skyldes det faktum, at hjernen i hvile spontant skifter til "default mode", "brain standard til dette aktivitetsmønster, når den får lov til at hvile" [2]
4. ↑ 1 2 3 4 5 Raichle Marcus E. The Brain's Default Mode Network // Annual Review of Neuroscience. - 2015. - Bd. 38. - S. 433-447. — ISSN 0147-006X . - doi : 10.1146/annurev-neuro-071013-014030 .
5. ↑ M.A. Killingsworth og D.T. Gilbert. A Wandering Mind Is an Unhappy Mind/Science 330, no. 6006 (12. november 2010):932
6. ↑ 1 2 Pillai, 2018 .
7. ↑ Damasio H. et al. Phineas Gages tilbagevenden: ledetråde om hjernen fra kraniet på en berømt patient // Videnskab. - 1994. - Bd. 265, nr. 5162. - S. 1102-1105.
8. ↑ Gusnard DA, Akbudak E., Shulman GL, Raichle ME Medial præfrontal cortex og selvrefererende mental aktivitet: Relation til en standardtilstand for hjernefunktion // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2001. - Bd. 98. - P. 4259-4264. — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.071043098 .
9. ↑ 1 2 Andrews-Hanna Jessica R., Smallwood Jonathan, Spreng R. Nathan. Standardnetværket og selvgenereret tankegang: komponentprocesser, dynamisk kontrol og klinisk relevans // Annals of the New York Academy of Sciences. - 2014. - Bd. 1316. - S. 29-52. — ISSN 00778923 . - doi : 10.1111/nyas.12360 .
10. ↑ Raichle Marcus E., Mintun Mark A. BRAIN WORK AND BRAIN IMAGING // Annual Review of Neuroscience. - 2006. - Bd. 29. - S. 449-476. — ISSN 0147-006X . - doi : 10.1146/annurev.neuro.29.051605.112819 .
11. ↑ Anticevic A. , Cole MW , Murray JD , Corlett PR , Wang XJ , Krystal JH Rollen af ​​standardnetværksdeaktivering i kognition og sygdom.  (engelsk)  // Trends In Cognitive Sciences. - 2012. - December ( bind 16 , nr. 12 ). - S. 584-592 . - doi : 10.1016/j.tics.2012.10.008 . — PMID 23142417 .
12. ↑ Ziaei M. , Peira N. , Persson J. Hjernesystemer, der ligger til grund for opmærksomhedskontrol og følelsesmæssig distraktion under kodning af arbejdshukommelse.  (engelsk)  // NeuroImage. - 2014. - 15. februar ( bind 87 ). - S. 276-286 . - doi : 10.1016/j.neuroimage.2013.10.048 . — PMID 24185015 .
13. ↑ Piccoli T. , Valente G. , Linden DE , Re M. , Esposito F. , Sack AT , Di Salle F. Standardtilstandsnetværket og arbejdshukommelsesnetværket er ikke anti-korrelerede under alle faser af en arbejdshukommelsesopgave.  (engelsk)  // PloS One. - 2015. - Bd. 10 , nej. 4 . - P. e0123354-0123354 . - doi : 10.1371/journal.pone.0123354 . — PMID 25848951 .
14. ↑ Vatansever D. , Manktelow AE , Sahakian BJ , Menon DK , Stamatakis EA Cognitive Flexibility: A Default Network and Basal Ganglia Connectivity Perspective.  (engelsk)  // Brain Connectivity. - 2016. - April ( bind 6 , nr. 3 ). - S. 201-207 . - doi : 10.1089/brain.2015.0388 . — PMID 26652748 .
15. ↑ Sali AW , Courtney SM , Yantis S. Spontane fluktuationer i den fleksible kontrol af skjult opmærksomhed.  (engelsk)  // The Journal Of Neuroscience : The Official Journal Of The Society For Neuroscience. - 2016. - 13. januar ( bind 36 , nr. 2 ). - S. 445-454 . - doi : 10.1523/JNEUROSCI.2323-15.2016 . — PMID 26758836 .
16. ↑ Davey CG , Pujol J. , Harrison BJ Kortlægning af selvet i hjernens standardtilstandsnetværk.  (engelsk)  // NeuroImage. - 2016. - 15. maj ( bind 132 ). - S. 390-397 . - doi : 10.1016/j.neuroimage.2016.02.022 . — PMID 26892855 .
17. ↑ Qin P. , Grimm S. , Duncan NW , Fan Y. , Huang Z. , Lane T. , Weng X. , Bajbouj M. , Northoff G. Spontan aktivitet i default-mode netværk forudsiger tilskrivning af selv-relateret til stimuli .  (engelsk)  // Social kognitiv og affektiv neurovidenskab. - 2016. - April ( bind 11 , nr. 4 ). - s. 693-702 . - doi : 10.1093/scan/nsw008 . — PMID 26796968 .
18. ↑ Li W. , Mai X. , Liu C. Standardtilstandsnetværket og andres sociale forståelse: hvad fortæller hjerneforbindelsesstudier os.  (engelsk)  // Frontiers In Human Neuroscience. - 2014. - Bd. 8 . - S. 74-74 . - doi : 10.3389/fnhum.2014.00074 . — PMID 24605094 .
19. ↑ Mars RB , Neubert FX , Noonan MP , Sallet J. , Toni I. , Rushworth MF Om forholdet mellem "standardtilstandsnetværket" og den "sociale hjerne".  (engelsk)  // Frontiers In Human Neuroscience. - 2012. - Bd. 6 . - S. 189-189 . - doi : 10.3389/fnhum.2012.00189 . — PMID 22737119 .
20. ↑ Konishi M. , McLaren DG , Engen H. , Smallwood J. Shaped by the Past: The Default Mode Network understøtter kognition, der er uafhængig af øjeblikkelig perceptuel input.  (engelsk)  // PloS One. - 2015. - Bd. 10 , nej. 6 . - P. e0132209-0132209 . - doi : 10.1371/journal.pone.0132209 . — PMID 26125559 .
21. ↑ Østby Y. , Walhovd KB , Tamnes CK , Grydeland H. , Westlye LT , Fjell AM Mental time travel and default-mode network functional connectivity in the developing brain.  (engelsk)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States Of America. - 2012. - 16. oktober ( bd. 109 , nr. 42 ). - S. 16800-16804 . - doi : 10.1073/pnas.1210627109 . — PMID 23027942 .
22. ↑ Beaty RE , Benedek M. , Wilkins RW , Jauk E. , Fink A. , Silvia PJ , Hodges DA , Koschutnig K. , Neubauer AC Kreativitet og standardnetværket: En funktionel forbindelsesanalyse af den kreative hjerne i hvile.  (engelsk)  // Neuropsychologia. - 2014. - November ( bind 64 ). - S. 92-98 . - doi : 10.1016/j.neuropsychologia.2014.09.019 . — PMID 25245940 .
23. ↑ Andreasen NC En rejse ind i kaos: kreativitet og det ubevidste.  (engelsk)  // Mens Sana Monographs. - 2011. - Januar ( bind 9 , nr. 1 ). - S. 42-53 . - doi : 10.4103/0973-1229.77424 . — PMID 21694961 .
24. ↑ Yang J. , Weng X. , Zang Y. , Xu M. , Xu X. Vedvarende aktivitet inden for standardtilstandsnetværket under en implicit hukommelsesopgave.  (engelsk)  // Cortex; Et tidsskrift viet til undersøgelse af nervesystemet og adfærd. - 2010. - Marts ( bind 46 , nr. 3 ). - S. 354-366 . - doi : 10.1016/j.cortex.2009.05.002 . — PMID 19552900 .
25. ↑ Ino T. , Nakai R. , Azuma T. , Kimura T. , Fukuyama H. ​​Hjerneaktivering under selvbiografisk hukommelseshentning med særlig reference til standardtilstandsnetværk.  (engelsk)  // The Open Neuroimaging Journal. - 2011. - Bd. 5 . - S. 14-23 . - doi : 10.2174/1874440001105010014 . — PMID 21643504 .

Litteratur

• Pillay, Srini. Harpe, drys, gnid og prøv. Lås op for kraften i en afslappet hjerne / Srini Pillay; om. fra engelsk. E. Petrova; [videnskabsmand. udg. K. Betz]. — M. : Mann, Ivanov i Ferber, 2018. — 376 s. - ISBN 978-5-00100-996-2 .