Vysvětlení sítě ve výchozím režimu

Funkční zobrazování pomocí magnetické rezonance (fMRI) nám umožňuje vyvodit závěry o mozkové aktivitě žijících lidí na základě vizuálně působivých obrazů. Za prvé nám to umožnilo učinit několik důležitých komentářů k přirozeně se vyskytujícím mozkovým sítím, včetně sítě ve výchozím režimu. Abychom těmto sítím porozuměli, je nejprve nutné určité pozadí ve funkční konektivitě.

Co je MRI funkční konektivity?

Mnoho studií fMRI se provádí, zatímco pacient aktivně provádí nějakou činnost. Například pokud stisknou tlačítko pravou rukou, můžete později vidět, že se v té době rozsvítila část levé hemisféry poblíž motorické kůry.

Dalším přístupem je podívat se na mozek, zatímco výzkumný dobrovolník ve skeneru nedělá vůbec nic - jen tam leží. Tato technika se někdy nazývá „klidový stav“ fMRI.

Zatímco jsme tam leželi, různé oblasti mozku mají oscilační aktivitu, což znamená vlny elektřiny, které jsou spojeny se signálem MRI. Někdy jsou tyto vlny vzájemně synchronizovány, což znamená, že narážejí na vrcholy i pády vlnové formy najednou. Je to trochu, jako by to byli různí členové orchestru, který hraje stejnou hudbu a sleduje stejného dirigenta. Dvě takové oblasti jsou funkčně propojeny.

Funkční konektivita se nemusí měřit v klidu. Činnosti, jako je věnování pozornosti něčemu důležitému, mohou změnit vzorce funkční konektivity v mozku.

Funkční konektivita nemusí nutně znamenat, že dvě oblasti mozku jsou přímo a fyzicky propojeny. Například dvě různé oblasti mozku mohou být docela daleko od sebe, ale obě přijímají signály z centrální oblasti mozku, jako je thalamus. Mohou být stále funkčně spojeny, pokud jsou jejich signály synchronní.

Představujeme síť ve výchozím režimu

Během posledního desetiletí se této funkční konektivitě jako způsobu hledání sítí v mozku, které souvisejí s konkrétními činnostmi, včetně odpočinku, věnuje stále větší pozornost. Jednou z nejvýznamnějších sítí, o nichž se bude diskutovat, je síť ve výchozím režimu.

Pojem „výchozí režim“ poprvé použil Dr. Marcus Raichle k popisu klidové funkce mozku. Již dříve bylo poznamenáno, že „odpočívající“ mozek spotřebuje sotva méně energie než mozek provádějící „aktivní“ úkol, což naznačuje že mozek možná „neodpočívá“ natolik, že mění typ činnosti, které se aktivně věnuje.

Síť ve výchozím režimu (DMN) zahrnuje nízkofrekvenční oscilace přibližně jedné fluktuace za sekundu. Síť je nejaktivnější, když je mozek v klidu. Když je mozek nasměrován na úkol nebo cíl, výchozí síť se deaktivuje.

Ve skutečnosti může existovat více než jedna síť ve výchozím režimu⁠ - to, co jsme nazvali DMN, může být ve skutečnosti soubor menších sítí, z nichž každá je věnována něčemu trochu odlišnému než ta druhá. Nicméně některé oblasti mozku jsou nyní běžně chápány jako součást DMN.

Jaké části mozku jsou v DMN?

Oblasti mozku zahrnuté v síti s výchozím režimem zahrnují střední temporální lalok, střední prefrontální kůru a zadní cingulární kůru, stejně jako ventrální precuneus a části temenní kůry. Všechny tyto regiony byly spojeny s určitým aspektem vnitřního myšlení. Například střední temporální lalok je spojen s pamětí. Mediální prefrontální kůra byla spojena s teorií mysli, schopností rozpoznat, že ostatní mají myšlenky a pocity podobné těm, které vlastní. Předpokládá se, že zadní cingulát zahrnuje integraci různých druhů vnitřních myšlenek. Zrcadlové neurony byly také předpokládány pro interakci s DMN.

Co dělá DMN?

Protože síť ve výchozím režimu je nejaktivnější v klidu a vzhledem ke strukturám, kterých se to týká, někteří lidé předpokládají, že je spojena s introspektivním myšlením, včetně činností, jako je snění nebo načítání vzpomínek. Jiní však navrhli, že tato aktivita může být Souvisí s fyziologickými procesy, které nesouvisejí s žádnou konkrétní činností - dokonce ani s odpočinkem -, ačkoli se zdá, že tento názor upadá v nemilost.

Změny v síti výchozího režimu byly spojeny s řadou různých nemocí, včetně Alzheimerovy choroby, autismu, schizofrenie, bipolární poruchy, posttraumatické stresové poruchy, deprese a dalších. Nemoci mohou způsobovat buď příliš malou aktivitu, nebo příliš mnoho a někdy se data liší podle toho, ke kterému skutečně dochází. Zda to odráží špatné pochopení nemoci, techniky nebo obojího, je často nejisté.

Jednou z kritik, které se v souvislosti s DMN objevily, je to, že se změny v něm zdají velmi nespecifické⁠ - jaké použití je měření, pokud vám ve skutečnosti neříká, v čem je problém? Jiní zpochybňovali, zda je síť dokonce životaschopným konceptem, ačkoli jak se výzkum hromadí, biologická skutečnost DMN se stává těžší zpochybnit.

Byly také popsány další sítě, například sítě spojené s pozorností, zrakem a sluchem. I když zdravotní výhody těchto sítí zůstávají nejasné, mohou odrážet důležitou změnu v našem uvažování o mozku a kdo může říci, kam nás takové myšlení v budoucnu zavede?