Razumijevanje zadane mreže

Funkcionalna magnetska rezonancija (fMRI) omogućuje nam da zaključimo o aktivnosti mozga kod živih ljudi na temelju vizualno uvjerljivih slika. Kao prvo, dopustio nam je da damo neke važne komentare o prirodnim mrežama mozga, uključujući mrežu zadanih načina rada. Međutim, da bi se razumjele takve mreže, prvo je potrebna neka funkcionalna povezanost.

Što je MRI funkcionalne povezanosti?

Mnoga ispitivanja fMRI rade se dok pacijent aktivno radi neku aktivnost. Na primjer, ako desnom rukom pritisnu tipku, kasnije ćete možda vidjeti kako svijetli dio lijeve hemisfere u blizini korteksa motora.

Drugi je pristup promatrati mozak dok volonter u istraživanju uopće ne radi ništa - samo leži tamo. Ova se tehnika ponekad naziva fMRI „mirovanja“.

Dok mi tamo ležimo, različita područja mozga imaju oscilacijsku aktivnost, što znači valovi električne struje koji su povezani s MRI signalom. Ponekad su ti valovi međusobno sinkronizirani, što znači da istodobno pogađaju vrhove i padove valnog oblika. Pomalo je kao da su to različiti članovi orkestra koji sviraju isto glazbeno djelo prateći istog dirigenta. Kaže se da su dva takva područja funkcionalno povezana.

Funkcionalna povezanost ne mora se mjeriti u mirovanju. Aktivnosti kao što je obraćanje pažnje na nešto važno mogu promijeniti obrasce funkcionalne povezanosti u mozgu.

Funkcionalna povezanost ne mora nužno značiti da su dva područja mozga izravno i fizički povezana. Na primjer, dva različita područja mozga mogu biti prilično udaljena, ali oba primaju signale iz središnjeg područja mozga poput talamusa. Oni su možda još uvijek funkcionalno povezani ako su njihovi signali sinkroni.

Predstavljamo mrežu zadanog načina

Tijekom posljednjeg desetljeća ili nešto više, ovoj se funkcionalnoj povezanosti posvećuje sve veća pažnja kao načinu pronalaženja mreža u mozgu povezanih s određenim aktivnostima, uključujući samo odmaranje. Jedna od najistaknutijih mreža o kojoj će se raspravljati je zadani način rada mreže.

Pojam "zadani način rada" prvi je put upotrijebio dr. Marcus Raichle 2001. godine za opisivanje funkcije mozga u mirovanju. Prethodno je već primijećeno da "mozak u mirovanju" koristi jedva manje energije od mozga koji obavlja "aktivan" zadatak, što sugerira da se mozak možda ne "odmara" toliko koliko mijenja vrstu aktivnosti u kojoj je aktivno uključen.

Mreža zadanog načina rada (DMN) uključuje oscilacije niske frekvencije od oko jedne fluktuacije u sekundi. Mreža je najaktivnija kada mozak miruje. Kada je mozak usmjeren prema zadatku ili cilju, zadana mreža se deaktivira.

Zapravo može postojati više od jedne zadane mreže mreže - ono što smo nazvali DMN može zapravo biti zbirka manjih mreža, svaka posvećena nečemu malo drugačijem od druge. Unatoč tome, određena područja mozga danas se obično shvaćaju kao dio DMN-a.

Koji su dijelovi mozga u DMN-u?

Područja mozga koja su uključena u mrežu zadanih načina rada uključuju medijalni sljepoočni režanj, medijalni prefrontalni korteks i stražnji cingularni korteks, kao i trbušni prekuneus i dijelove tjemene kore. Sve su te regije povezane s nekim aspektom unutarnjeg mišljenja. Na primjer, medijalni sljepoočni režanj povezan je s memorijom. Medijalni prefrontalni korteks povezan je s teorijom uma, sposobnošću prepoznavanja drugih kao da imaju misli i osjećaje slične vlastitim. Smatra se da stražnja cingula uključuje integriranje različitih vrsta unutarnjih misli. Zrcalni neuroni su također postavljeni da komuniciraju s DMN-om.

Što DMN radi?

Budući da je zadani način rada najaktivniji u stanju mirovanja i zbog uključenih struktura, neki su ljudi smatrali da je povezan s introspektivnom mišlju, uključujući aktivnosti poput sanjarenja ili pronalaženja uspomena. Drugi su pak sugerirali da bi ta aktivnost mogla samo biti povezani s fiziološkim procesima koji nisu povezani s nekom određenom aktivnošću - - čak i mirovanjem - premda se čini da ovo mišljenje pada u nemilost.

Promjene u mreži zadanih načina rada povezane su s velikim brojem različitih bolesti, uključujući Alzheimerovu bolest, autizam, shizofreniju, bipolarni poremećaj, posttraumatski stresni poremećaj, depresiju i još mnogo toga. Bolesti mogu uzrokovati premalo aktivnosti ili previše, a ponekad se podaci razlikuju o tome što se zapravo događa. Odražava li to loše razumijevanje bolesti, tehnike ili oboje često nije sigurno.

Jedna od kritika koje su se pojavile u vezi s DMN-om jest da se promjene unutar njega čine vrlo nespecifične⁠ - kakva je korist mjerenje ako vam zapravo ne govori u čemu je problem? Drugi su se pitali je li mreža uopće održiv koncept, iako kako se nakupljanje biološke aktualnosti DMN-a sve teže dovodi u pitanje.

Opisane su i druge mreže, poput onih povezanih sa pažnjom, vidom i sluhom. Iako su medicinske koristi tih mreža i dalje nejasne, one mogu odražavati važnu promjenu u našem razmišljanju o mozgu i tko može reći kamo će nas takvo razmišljanje odvesti u budućnosti?