Το DMN και η Λειτουργική Συνδεσιμότητα
Η λειτουργική απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού (fMRI) μας επιτρέπει να κάνουμε συμπεράσματα σχετικά με την εγκεφαλική δραστηριότητα σε ζωντανούς ανθρώπους που βασίζονται σε οπτικά ελκυστικές εικόνες. Για ένα, μας επέτρεψε να κάνουμε μερικά σημαντικά σχόλια για τα φυσικά δίκτυα εγκεφάλου, συμπεριλαμβανομένου του δικτύου προεπιλεγμένης λειτουργίας. Για την κατανόηση παρόμοιων δικτύων, ωστόσο, απαιτείται ένα πρώτο υπόβαθρο στη λειτουργική συνδεσιμότητα.
Τι είναι η λειτουργική συνδεσιμότητα MRI;
Πολλές μελέτες fMRI γίνονται ενώ ο ασθενής κάνει ενεργά κάποια δραστηριότητα. Για παράδειγμα, εάν πιέσουν ένα κουμπί με το δεξί τους χέρι, μπορεί αργότερα να δείτε μέρος του αριστερού ημισφαιρίου κοντά στον φλοιό του κινητήρα που ανάβει εκείνη τη στιγμή.
Μια άλλη προσέγγιση είναι να κοιτάξουμε τον εγκέφαλο, ενώ ο εθελοντής της έρευνας δεν κάνει τίποτα καθόλου στον σαρωτή - απλά βρίσκεται εκεί. Αυτή η τεχνική ονομάζεται μερικές φορές "κατάσταση αναπαύσεως" fMRI.
Ενώ βρισκόμαστε εκεί, διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου έχουν ταλαντευτική δραστηριότητα, που σημαίνει κύματα ηλεκτρισμού που σχετίζονται με το σήμα μαγνητικής τομογραφίας. Μερικές φορές, αυτά τα κύματα είναι σε συγχρονισμό μεταξύ τους, πράγμα που σημαίνει ότι χτυπούν τα υψόμετρα και τα χαμηλά της κυματομορφής ταυτόχρονα. Είναι λίγο σαν να ήταν διαφορετικά μέλη μιας ορχήστρας που παίζουν το ίδιο κομμάτι μουσικής ακολουθώντας τον ίδιο αγωγό. Δύο τέτοιες περιοχές λέγεται ότι είναι λειτουργικά συνδεδεμένες.
Η λειτουργική συνδεσιμότητα δεν χρειάζεται να μετρηθεί σε ηρεμία. Δραστηριότητες όπως η προσοχή σε κάτι σημαντικό μπορούν να αλλάξουν τα πρότυπα της λειτουργικής συνδεσιμότητας στον εγκέφαλο.
Η λειτουργική συνδεσιμότητα δεν σημαίνει απαραίτητα ότι δύο περιοχές του εγκεφάλου συνδέονται άμεσα και φυσικά. Για παράδειγμα, δύο διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου μπορεί να είναι αρκετά απομακρυσμένες, αλλά και οι δύο που λαμβάνουν σήματα από μια κεντρική περιοχή του εγκεφάλου όπως ο θάλαμος.
Αυτά μπορεί να εξακολουθούν να συνδέονται λειτουργικά εάν τα σήματα τους είναι συγχρονισμένα.
Εισαγωγή στο δίκτυο προεπιλεγμένης λειτουργίας
Κατά τη διάρκεια της τελευταίας δεκαετίας, δόθηκε όλο και μεγαλύτερη προσοχή σε αυτή τη λειτουργική συνδεσιμότητα ως τρόπο εξεύρεσης δικτύων στον εγκέφαλο που σχετίζονται με συγκεκριμένες δραστηριότητες, συμπεριλαμβανομένης ακριβώς της ανάπαυσης. Ένα από τα πιο εξέχοντα δίκτυα που θα συζητηθούν είναι το δίκτυο προεπιλεγμένης λειτουργίας.
Ο όρος "προεπιλεγμένος τρόπος" χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Dr. Marcus Raichle το 2001 για να περιγράψει τη λειτουργία εγκεφάλου αναπαύσεως. Είχε προηγουμένως παρατηρηθεί ότι ένας «αναπαυτικός» εγκέφαλος χρησιμοποιεί σχεδόν λιγότερη ενέργεια από ό, τι ένας εγκέφαλος που κάνει ένα «ενεργό» καθήκον, υποδηλώνοντας ότι ίσως ο εγκέφαλος δεν «στηρίζεται» τόσο όσο αλλάζει τον τύπο της δραστηριότητας στην οποία είναι ενεργά αρραβωνιασμένος.
Το δίκτυο προεπιλεγμένης λειτουργίας (DMN) περιλαμβάνει ταλαντώσεις χαμηλής συχνότητας περίπου μιας διακύμανσης ανά δευτερόλεπτο. Το δίκτυο είναι πιο ενεργό όταν ο εγκέφαλος είναι σε ηρεμία. Όταν ο εγκέφαλος κατευθύνεται προς μια εργασία ή στόχο, το προεπιλεγμένο δίκτυο απενεργοποιείται.
Μπορεί, μάλιστα, να υπάρχουν περισσότερα από ένα δίκτυα τρόπων προεπιλογής - αυτό που έχουμε ονομάσει DMN μπορεί στην πραγματικότητα να είναι μια συλλογή μικρότερων δικτύων, το καθένα αφιερωμένο σε κάτι διαφορετικό από το άλλο. Παρ 'όλα αυτά, ορισμένες περιοχές του εγκεφάλου είναι τώρα κοινώς κατανοητό ότι είναι μέρος του DMN.
Ποια μέρη του εγκεφάλου υπάρχουν στο DMN;
Οι περιοχές του εγκεφάλου που συμπεριλαμβάνονται στο δίκτυο προεπιλεγμένου τρόπου λειτουργίας περιλαμβάνουν τον κροταφικό λοβό του μέσου , τον μεσαίο προμετωπιαίο φλοιό και τον οπίσθιο φλοιό του κόλπου, καθώς και τον κοιλιακό προκύνιο και τμήματα του βρεγματικού φλοιού. Όλες αυτές οι περιοχές έχουν συνδεθεί με κάποια πτυχή της εσωτερικής σκέψης. Για παράδειγμα, ο μενικός κροταφικός λοβός συνδέεται με τη μνήμη . Ο μέσος προμετωπικός φλοιός έχει συσχετιστεί με τη θεωρία του νου, την ικανότητα να αναγνωρίζει τους άλλους ότι έχουν σκέψεις και συναισθήματα παρόμοια με τα δικά του. Το οπίσθιο cingulate θεωρείται ότι περιλαμβάνει την ενσωμάτωση διαφορετικών ειδών εσωτερικών σκέψεων.
Οι νευρώνες καθρέφτη έχουν επίσης τεθεί για να αλληλεπιδράσουν με το DMN.
Τι κάνει το DMN;
Επειδή το δίκτυο προεπιλεγμένης λειτουργίας είναι πιο ενεργό σε κατάσταση ηρεμίας και λόγω των σχετικών δομών, μερικοί άνθρωποι έχουν δηλώσει ότι σχετίζεται με ενδοσκοπική σκέψη, συμπεριλαμβανομένων δραστηριοτήτων όπως ονειροπόληση ή ανάκτηση αναμνήσεων. Άλλοι έχουν προτείνει ωστόσο ότι η δραστηριότητα μπορεί να σχετίζεται μόνο με φυσιολογικές διεργασίες που δεν σχετίζονται με κάποια συγκεκριμένη δραστηριότητα - ακόμα και με ανάπαυση - αν και αυτή η γνώμη φαίνεται να μην ευνοεί.
Οι αλλαγές στο δίκτυο προεπιλεγμένης λειτουργίας έχουν συνδεθεί με μεγάλο αριθμό διαφορετικών ασθενειών, όπως η νόσος του Αλτσχάιμερ, ο αυτισμός, η σχιζοφρένεια, η διπολική διαταραχή, η διαταραχή του μετατραυματικού στρες, η κατάθλιψη και πολλά άλλα. Οι ασθένειες μπορεί να προκαλέσουν είτε πολύ μικρή δραστηριότητα είτε πάρα πολύ, και μερικές φορές τα δεδομένα ποικίλλουν ως προς το ποια είναι πραγματικά η εμφάνιση. Εάν αυτό αντικατοπτρίζει την κακή κατανόηση της νόσου, η τεχνική ή και τα δύο είναι συχνά αβέβαιη.
Μία από τις επικρίσεις που έχουν προκύψει σχετικά με το DMN είναι ότι οι αλλαγές στο εσωτερικό του φαίνονται πολύ μη συγκεκριμένες - ποια χρήση είναι μια μέτρηση εάν δεν σας λέει πραγματικά ποιο είναι το πρόβλημα; Άλλοι αμφισβήτησαν εάν το δίκτυο είναι ακόμη και μια βιώσιμη ιδέα, αν και οι ερευνητικές συσσωρεύσεις της βιολογικής πραγματικότητας του DMN καθίστανται πιο δύσκολο να αμφισβητηθεί.
Άλλα δίκτυα, όπως εκείνα που σχετίζονται με την προσοχή, την όραση και την ακοή, έχουν επίσης περιγραφεί. Ενώ τα ιατρικά οφέλη από αυτά τα δίκτυα παραμένουν ασαφή, μπορεί να αντικατοπτρίζουν μια σημαντική αλλαγή στο πώς σκεφτόμαστε τον εγκέφαλο και ποιος μπορεί να πει πού θα μας οδηγήσει αυτή η σκέψη στο μέλλον;
> Πηγές:
> Buckner, RL. Andrews-Hanna, JR. Schacter, DL (2008). "Το προεπιλεγμένο δίκτυο του εγκεφάλου: Ανατομία, λειτουργία και σχετικότητα σε ασθένεια". Χρονικά της Ακαδημίας Επιστημών της Νέας Υόρκης 1124 (1): 1-38.
> Fair, DA; Cohen, AL. Dosenbach, NUF; Εκκλησία, JA; Miezin, FM; Barch, DM. Raichle, ME; Petersen, SE et αϊ. (2008). "Η αρχιτεκτονική ωρίμανσης του προεπιλεγμένου δικτύου του εγκεφάλου". Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών 105 (10): 4028-32.
> Raichle, Marcus Ε .; Snyder, Αβραάμ Ζ. (2007). "Μια προεπιλεγμένη λειτουργία εγκεφαλικής λειτουργίας: Μια σύντομη ιστορία μιας εξελισσόμενης ιδέας". NeuroImage 37 (4): 1083-90.