Oletustilan verkon ymmärtäminen

Toiminnallinen magneettikuvaus (fMRI) antaa meille mahdollisuuden tehdä päätelmiä elävien ihmisten aivotoiminnasta visuaalisesti pakottavien kuvien perusteella. Ensinnäkin se on antanut meille mahdollisuuden tehdä joitain tärkeitä kommentteja luonnossa esiintyvistä aivoverkoista, mukaan lukien oletustilaverkko. Tällaisten verkkojen ymmärtämiseksi tarvitaan kuitenkin ensin jonkinlainen tausta toiminnallisissa yhteyksissä.

Mikä on toiminnallinen yhteys MRI?

Monet fMRI-tutkimukset tehdään potilaan aktiivisen toiminnan aikana. Esimerkiksi, jos he painavat nappia oikealla kädellään, saatat myöhemmin nähdä osan vasemmasta pallonpuoliskosta lähellä moottorin aivokuorta tuohon aikaan.

Toinen lähestymistapa on tarkastella aivoja, kun tutkimuksen vapaaehtoinen ei tee mitään skannerissa - vain makaa siellä. Tätä tekniikkaa kutsutaan joskus “lepotilassa” fMRI: ksi.

Kun makaamme siellä, aivojen eri alueilla on värähtelyaktiivisuutta, mikä tarkoittaa MRI-signaaliin liittyviä sähköaaltoja. Joskus nämä aallot ovat synkronoituja toistensa kanssa, eli ne osuvat aaltomuodon ylä- ja alamäkeihin samanaikaisesti. Se on vähän kuin he olisivat eri orkesterin jäsenet, jotka soittavat samaa musiikkikappaletta seuratessaan samaa kapellimestaria. Kahden tällaisen alueen sanotaan olevan toiminnallisesti yhteydessä toisiinsa.

Toiminnallista liitettävyyttä ei tarvitse mitata levossa. Aktiviteetit, kuten huomion kiinnittäminen johonkin tärkeään, voivat muuttaa aivojen toiminnallisia yhteyksiä.

Toiminnallinen liitettävyys ei välttämättä tarkoita sitä, että kaksi aivojen aluetta on suoraan ja fyysisesti yhteydessä toisiinsa. Esimerkiksi kaksi erilaista aivojen aluetta voivat olla melko kaukana toisistaan, mutta molemmat vastaanottavat signaaleja keskushermoston alueelta, kuten talamuksesta. Nämä voivat silti olla toiminnallisesti kytkettyinä, jos niiden signaalit ovat synkronoituja.

Esittely oletustilaverkko

Noin viime vuosikymmenen aikana tähän toiminnalliseen liitettävyyteen on kiinnitetty yhä enemmän huomiota tapana löytää verkko aivoista, jotka liittyvät tiettyihin toimintoihin, mukaan lukien vain lepo. Yksi näkyvimmistä verkoista, josta keskustellaan, on oletusmoodiverkko.

Sanaa "oletustila" käytti tohtori Marcus Raichle ensimmäisen kerran vuonna 2001 kuvaamaan lepäävää aivotoimintaa. Aikaisemmin oli todettu, että "lepäävät" aivot kuluttavat tuskin vähemmän energiaa kuin "aktiivisen" tehtävän suorittavat aivot että aivot eivät ehkä “lepää” niin paljon kuin muuttavat aktiivisuuden tyyppiä.

Oletustilaverkko (DMN) sisältää matalataajuisia värähtelyjä, jotka vaihtelevat noin yhden vaihtelun sekunnissa. Verkko on aktiivisin, kun aivot ovat levossa. Kun aivot on suunnattu tehtävään tai tavoitteeseen, oletusverkko deaktivoituu.

Oletustilaverkkoja voi itse asiassa olla useampia kuin yksi - se, mitä olemme kutsuneet DMN: ksi, voi itse asiassa olla kokoelma pienempiä verkkoja, joista kukin on omistettu jollekin hieman erilaiselle kuin toinen. Siitä huolimatta tiettyjen aivojen alueiden ymmärretään nyt olevan osa DMN: ää.

Mitkä aivojen osat ovat DMN: ssä?

Oletustilan verkkoon sisältyviin aivojen alueisiin kuuluvat väliaikainen väliaikainen lohko, mediaalinen prefrontaalinen aivokuori ja takimmainen cingulate-aivokuori sekä vatsan precuneus ja parietaalisen aivokuoren osat. Kaikki nämä alueet on liitetty johonkin sisäisen ajattelun piirteeseen. Esimerkiksi väliaikainen väliaikainen lohko liittyy muistiin. Mediaalinen prefrontaalinen aivokuori on liitetty mieliteoriaan, kykyyn tunnistaa toiset omien ajatuksia ja tunteita muistuttaviksi. Takimmaisen cingulaatin uskotaan sisältävän erilaisia ​​sisäisiä ajatuksia. Peilihermosolujen on myös oletettu olevan vuorovaikutuksessa DMN: n kanssa.

Mitä DMN tekee?

Koska oletustilaverkko on aktiivisin levossa ja mukana olevien rakenteiden vuoksi, jotkut ihmiset ovat väittäneet, että se liittyy introspektiiviseen ajatteluun, mukaan lukien aktiviteetit, kuten haaveileminen tai muistien noutaminen. Toiset ovat kuitenkin ehdottaneet, että toiminta voi vain Liity fysiologisiin prosesseihin, jotka eivät liity mihinkään tiettyyn toimintaan - jopa lepoon - vaikka tämä mielipide näyttää olevan suosiolta.

Oletustilan verkoston muutokset on yhdistetty lukuisiin erilaisiin sairauksiin, kuten Alzheimerin tauti, autismi, skitsofrenia, kaksisuuntainen mielialahäiriö, posttraumaattinen stressihäiriö, masennus ja paljon muuta. Sairaudet voivat aiheuttaa joko liian vähän toimintaa tai liikaa, ja joskus tiedot vaihtelevat todellisuudessa. Onko tämä heijastaa taudin, tekniikan vai molempien huonoa ymmärtämistä, on usein epävarmaa.

Yksi DMN: ää koskevista kritiikeistä on, että muutokset sen sisällä vaikuttavat hyvin epäspesifisiltä⁠ - mitä hyötyä mittauksesta on, jos se ei todellakaan kerro ongelman olevan? Toiset ovat kyseenalaistaneet, onko verkko edes toteuttamiskelpoinen käsite, vaikka tutkimuksen kasaessa DMN: n biologista todellisuutta on vaikeampi kyseenalaistaa.

Muita verkostoja, kuten huomion, näön ja kuulon verkkoja, on myös kuvattu. Vaikka näiden verkkojen lääketieteelliset edut ovat edelleen epäselviä, ne saattavat heijastaa merkittävää muutosta siinä, miten ajattelemme aivoja, ja kuka voi sanoa, mihin tällainen ajattelu vie meidät tulevaisuudessa?