Nätverket av hjärnans passiva läge

Default mode network [3] ( DMN ) är ett neuralt nätverk av interagerande delar av  hjärnan som är aktivt när en person inte är upptagen med att utföra någon uppgift , Detta neurala nätverk studeras aktivt bland de så kallade vilotillståndsnätverken . Nätverket upptäcktes i början av 2000-talet av en grupp neurofysiologer ledda av den amerikanske professorn Markus Reichl . Nätverket omfattar flera anatomiskt separerade, men funktionellt sammankopplade områden av hjärnan: ventromedial prefrontal cortex , dorsomedial prefrontal cortex , lateral parietal cortex och posterior cingulate cortex tillsammans med intilliggande delar av precuneus . Ofta ingår även entorhinal cortex i SPRM [4] .  

Studier visar att människor spenderar ungefär en halv dag på mentala miniresor [5] utan att tänka på aktuella uppgifter.

År 2019 är terminologin inom området för att studera hjärnans passiva läge bara att bildas. I boken av S. Pillay används termerna "defocused consciousness", "defocused" (dispersedness) för att beteckna ett sådant tillstånd i hjärnan, och "koncentration" används för tillståndet av målmedveten problemlösning [6] .

Funktioner

Från och med 2015 är SMRM:s funktioner, trots aktiv forskning, inte helt kända. Det finns två sätt att identifiera dessa funktioner, som villkorligt kan kallas strukturella och systemiska. Det strukturella tillvägagångssättet är förknippat med analysen av funktionerna i de strukturer och regioner i hjärnan som utgör den anatomiska basen för nätverket, systemansatsen är associerad med analysen av hjärnans egen aktivitet som en uppsättning interagerande neurala system [ 4] .

Strukturellt tillvägagångssätt

Den ventromediala prefrontala cortexen är området som förbinder den orbitofrontala cortexen och strukturer som hypotalamus , amygdala och mellanhjärnans centrala grå substans På grund av dessa anatomiska kopplingar spelar den en viktig roll för att skicka sensorisk information om omvärlden och kroppen till de strukturer som ansvarar för viscerala och motoriska svar. Förstörelse av den ventromediala prefrontala cortex hos patienter (till exempel som i det klassiska fallet Phineas Gage ) leder till allvarliga förändringar i en persons psyke och personlighet [7] . Med hjälp av neuroimaging-metoder fann man att i oroliga känslotillstånd ökar aktiviteten hos SPRM. Enligt Markus Reichl indikerar aktiviteten hos MMPP-komponenten associerad med den ventromediala prefrontala cortex en dynamisk balans mellan riktad uppmärksamhet och den allmänna känslomässiga bakgrunden hos en person, vilket sker i den så kallade "basic" (dvs inaktiv och lugn) tillstånd [4] .

Den dorsomediala prefrontala cortexen ligger anatomiskt intill den ventromediala prefrontala cortexen, men dess aktivitet är förknippad med en annan aspekt av det "grundläggande" tillståndet, nämligen nedsänkning i tankar relaterade till personen själv. I experimenten presenterades försökspersonerna för känslomässigt signifikanta bilder, och de var tvungna att notera om dessa bilder orsakar behagliga eller obehagliga förnimmelser [8] . Samtidigt ökade aktiviteten hos DMPP-komponenten associerad med den dorsomediala prefrontala cortex och aktiviteten i den ventromediala prefrontala cortex minskade, i överensstämmelse med det faktum att den emotionella komponenten minskar då uppgiften kräver mer uppmärksamhet.

Den bakre cingulära cortexen och den mediala precuneus är komponenter i SPRM som är nära besläktade med hippocampusbildningen . De är förknippade med minne och minnen, som kan dyka upp ofrivilligt i det "grundläggande" tillståndet eller är avsiktligt orsakade av en person.

Således indikerar dessa tre huvudkomponenter, utpekade inom ramen för det strukturella tillvägagångssättet, vilken roll SRM spelar i sådana processer som den känslomässiga bakgrunden till mental aktivitet, tankar som är korrelerade med ämnet själv ( engelska  self-referential thoughts ) och minnen. Enligt moderna experimentella data finns dessa komponenter alltid i de tillstånd när SPRM fungerar, men deras relativa aktivitet kan variera (öka eller minska) beroende på uppgiftens natur eller personens aktuella tillstånd [4] .

Systemmetoden

Under de första åren efter upptäckten var det passiva lägesnätverket vanligtvis förknippat med att vara i ett vilotillstånd, när en person inte är upptagen med att lösa några uppgifter relaterade till koncentrationen av uppmärksamhet på externa föremål. Detta tillstånd kännetecknas av avslappning, fördjupning i sig själv, fokus på sina tankar, spontana minnen av tidigare händelser eller reflektioner över framtiden. På senare tid har dock forskare i allt högre grad ifrågasatt SMRM:s passiva roll. Det föreslås till och med att ändra namnet på nätverket: istället för "default mode network", kalla det bara "default network", och ta bort ordet "mode" från namnet, vilket på engelska betonar nätverkets passiva karaktär [9 ] .

Indikationer på SMRMs grundläggande roll i de flesta hjärnprocesser följer av det faktum att hjärnans energiförbrukning i allmänhet kvarstår (i termer av massa som utgör 2% av hela kroppen, men förbrukar 20% av all energi) nästan konstant oavsett vad en person gör, om han vilar eller löser uppgifter som kräver allvarlig koncentration av uppmärksamhet. I det senare fallet överstiger inte lokala avvikelser från den genomsnittliga energiförbrukningen 5 % [10] .

I systemansatsen betraktas de processer som sker i hjärnan som ett resultat av den parallella aktiviteten hos många funktionella system , inklusive stora ensembler av neuroner och specialiserade för att lösa vissa problem. I synnerhet är det passiva lägesnätverket i motsats till det så kallade nätverket för operativ problemlösning ), som aktiveras när en person är koncentrerad på att utföra komplexa uppgifter som kräver mobilisering av uppmärksamhet, arbetar "glömmer sig själv", och går in i flödestillstånd . Dessa två nätverk arbetar i motfas, när aktiviteten hos den ena ökar med en förändring i naturen av mänsklig aktivitet, den andras aktivitet minskar och vice versa. Markus Reichl menar att SPRM:s roll kan vara grundläggande i den meningen att detta nätverk upprätthåller en balans mellan beteendehandlingar baserade på mer specialiserade funktionella system och ett "grundläggande" tillstånd när en person inte löser några specifika uppgifter, utan är vaken och redo för alla åtgärder [4] .

Aktuella forskningsresultat

Studierna som genomfördes 2018 har till stor del avslöjat arten och omfattningen av SMRM-anslutningar i tillstånd av fokus och defokus [6] [11] . Det avslöjades att SPRM utför följande funktioner:

• Absorberar distraktioner [12] [13] . Ofokuseringskretsar spelar en viktig roll för att hålla uppmärksamheten, absorbera och bearbeta all onödig information som distraherar från den aktuella uppgiften.

• Ger flexibilitet i tänkandet [14] [15] . Defocus fungerar som ett sätt att förgrena sig, vilket säkerställer att uppmärksamheten växlas från en uppgift till en annan. Korrekt användning av SMRM gör att du kan göra tänkandet mer flexibelt.

• Etablerar djupa förbindelser med det inre jaget och omvärlden [16] [17] . SPRM ger den huvudsakliga tillgången till självbiografiskt minne . Det är så en person är kopplad till sina livshändelser lagrade i olika delar av hjärnan, och vid varje koncentrationsögonblick är det möjligt att hämta tidigare händelser från minnet. Personlighetsdrag och självuppfattning reduceras av oskärpa kretsar till en punkt och kan aktiveras av dem samtidigt.
• Aktiverar kedjor av "sociala band" [18] [19] .
• Den förenar det förflutna, nuet och framtiden [20] [21] . Information om det förflutna, utvunnen ur minnet, signaler som uppfattas av sinnena och planer och framtidsbilder kombineras. SPRM sammanför dem och bidrar till förståelsen av vad som händer i det aktuella ögonblicket. Den förbinder punkterna i tidsskalan i en persons liv.
• Hjälper kreativt självuttryck [22] [23] . SPRM har förmågan att etablera kopplingar mellan enskilda delar av hjärnan och därmed uppstår unika associationer och utvecklingen av en persons identitet genomförs. Detta gör det möjligt att agera spontant och direkt.
• Främjar en tydligare manifestation av vaga minnen [24] [25] . SRM hjälper till att använda minnet som ligger utanför uppmärksamhetsgränsen och extrahera information från det som inte hämtas på andra sätt.

Överträdelser

Det antas att störningar i SMRMs arbete kan spela en roll vid sjukdomar och störningar som Alzheimers sjukdom , autism , schizofreni , depression , uppmärksamhetsstörning, hyperaktivitetsstörning , tvångssyndrom , kronisk smärta , etc. [9]

Anteckningar

1. ↑ Markus Reichl. Hjärnans mörka energi // I vetenskapens värld. - 2010. - Nr 5. - S. 24-29.
2. ↑ Kennedy DP, Courchesne E. Funktionella abnormiteter i standardnätverket under själv- och annan-reflektion i autism // Social Cognitive and Affective Neuroscience. - 2008. - Vol. 3. - S. 177-190. — ISSN 1749-5016 . - doi : 10.1093/scan/nsn011 .
3. ↑ Det engelska namnet översätts bokstavligen som ett standardlägesnätverk och beror på det faktum att hjärnan i vila spontant växlar till "default mode", "brain defaults to this mönster av aktivitet när den får vila" [2]
4. ↑ 1 2 3 4 5 Raichle Marcus E. The Brain's Default Mode Network // Årlig översyn av neurovetenskap. - 2015. - Vol. 38. - s. 433-447. — ISSN 0147-006X . - doi : 10.1146/annurev-neuro-071013-014030 .
5. ↑ M.A. Killingsworth och D.T. Gilbert. A Wandering Mind Is an Unhappy Mind/Science 330, nr. 6006 (12 november 2010):932
6. ↑ 1 2 Pillai, 2018 .
7. ↑ Damasio H. et al. Phineas Gages återkomst: ledtrådar om hjärnan från skallen på en berömd patient // Vetenskap. - 1994. - Vol. 265, nr. 5162. - P. 1102-1105.
8. ↑ Gusnard DA, Akbudak E., Shulman GL, Raichle ME Medial prefrontal cortex och självreferensiell mental aktivitet: Relation to a default mode of brain function // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2001. - Vol. 98. - P. 4259-4264. — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.071043098 .
9. ↑ 1 2 Andrews-Hanna Jessica R., Smallwood Jonathan, Spreng R. Nathan. Standardnätverket och självgenererade tankar: komponentprocesser, dynamisk kontroll och klinisk relevans // Annals of the New York Academy of Sciences. - 2014. - Vol. 1316. - S. 29-52. — ISSN 00778923 . - doi : 10.1111/nyas.12360 .
10. ↑ Raichle Marcus E., Mintun Mark A. HJÄRNARBETE OCH HJÄRNAVBILDNING // Annual Review of Neuroscience. - 2006. - Vol. 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 av standardnätverksdeaktivering i kognition och sjukdom.  (engelska)  // Trends In Cognitive Sciences. - 2012. - December ( vol. 16 , nr 12 ). - s. 584-592 . - doi : 10.1016/j.tics.2012.10.008 . — PMID 23142417 .
12. ↑ Ziaei M. , Peira N. , Persson J. Hjärnsystem som ligger bakom uppmärksamhetskontroll och känslomässig distraktion under arbetsminneskodning.  (engelska)  // NeuroImage. - 2014. - 15 februari ( vol. 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. Standardlägesnätverket och arbetsminnesnätverket är inte anti-korrelerade under alla faser av en arbetsminnesuppgift.  (engelska)  // PloS One. - 2015. - Vol. 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 Kognitiv flexibilitet: ett standardnätverk och basal ganglianslutningsperspektiv.  (engelska)  // Brain Connectivity. - 2016. - April ( vol. 6 , nr 3 ). - S. 201-207 . - doi : 10.1089/brain.2015.0388 . — PMID 26652748 .
15. ↑ Sali AW , Courtney SM , Yantis S. Spontana fluktuationer i den flexibla kontrollen av hemlig uppmärksamhet.  (engelska)  // The Journal Of Neuroscience : The Official Journal Of The Society For Neuroscience. - 2016. - 13 januari ( vol. 36 , nr 2 ). - S. 445-454 . - doi : 10.1523/JNEUROSCI.2323-15.2016 . — PMID 26758836 .
16. ↑ Davey CG , Pujol J. , Harrison BJ Kartlägga jaget i hjärnans standardlägesnätverk.  (engelska)  // NeuroImage. - 2016. - 15 maj ( vol. 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 standardlägesnätverk förutsäger tillskrivning av självförhållande till stimuli .  (engelska)  // Social kognitiv och affektiv neurovetenskap. - 2016. - April ( vol. 11 , nr 4 ). - s. 693-702 . - doi : 10.1093/scan/nsw008 . — PMID 26796968 .
18. ↑ Li W. , Mai X. , Liu C. Standardlägets nätverk och social förståelse för andra: vad säger hjärnanslutningsstudier oss.  (engelska)  // Frontiers In Human Neuroscience. - 2014. - Vol. 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 förhållandet mellan "default mode network" och den "sociala hjärnan".  (engelska)  // Frontiers In Human Neuroscience. - 2012. - Vol. 6 . - S. 189-189 . - doi : 10.3389/fnhum.2012.00189 . — PMID 22737119 .
20. ↑ Konishi M. , McLaren DG , Engen H. , Smallwood J. Formad av det förflutna: Standardlägesnätverket stöder kognition som är oberoende av omedelbar perceptuell inmatning.  (engelska)  // PloS One. - 2015. - Vol. 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 Mentala tidsresor och funktionella nätverksanslutningar i standardläge i den utvecklande hjärnan.  (engelska)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States Of America. - 2012. - 16 oktober ( vol. 109 , nr 42 ). - P. 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 och standardnätverket: En funktionell anslutningsanalys av den kreativa hjärnan i vila.  (engelska)  // Neuropsychologia. - 2014. - November ( vol. 64 ). - S. 92-98 . - doi : 10.1016/j.neuropsychologia.2014.09.019 . — PMID 25245940 .
23. ↑ Andreasen NC En resa in i kaos: kreativitet och det omedvetna.  (engelska)  // Mens Sana Monographs. - 2011. - Januari ( vol. 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. Ihållande aktivitet inom standardlägesnätverket under en implicit minnesuppgift.  (engelska)  // Cortex; En tidskrift som ägnas åt studier av nervsystemet och beteendet. - 2010. - Mars ( vol. 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. ​​Hjärnaktivering under självbiografisk minneshämtning med särskild hänvisning till standardlägesnätverk.  (engelska)  // The Open Neuroimaging Journal. - 2011. - Vol. 5 . - S. 14-23 . - doi : 10.2174/1874440001105010014 . — PMID 21643504 .

Litteratur

• Pillay, Srini. Harpa, strö, gnugga och prova. Lås upp kraften i en avslappnad hjärna / Srini Pillay; per. från engelska. E. Petrova; [vetenskaplig. ed. K. Betz]. — M. : Mann, Ivanov i Ferber, 2018. — 376 sid. - ISBN 978-5-00100-996-2 .