"Daydreaming Network" pomaga nam przełączyć się na autopilota

Sieć trybu domyślnego jest aktywna podczas stanów spoczynku

Czy potrafisz sobie wyobrazić, jak bardzo podatne byłoby myślenie o każdym drobnym działaniu, w które angażujesz się każdego dnia?

Na szczęście nasze umysły wędrują i śnimy na jawie podczas wykonywania rutynowych czynności, takich jak jazda samochodem do pracy, branie prysznica lub podlewanie roślin. Co ciekawe, ta sama część mózgu jest połączona z marzeniami i przechodzeniem do autopilota opartego na pamięci: sieć trybu domyślnego (DMN).

Co więcej, nowe badania pokazują, że DMN odgrywa integralną rolę w trybie autopilota.

Sieć trybu domyślnego

DMN, czyli "sieć marzeń sennych", jest rozproszona po różnych, wzajemnie połączonych regionach kory, w tym płatach czołowych, ciemieniowych i skroniowych. Kora jest zewnętrzną warstwą mózgu .

W szczególności DMN dzieli się na trzy główne poddziały:

  1. Przedsionkowa kora przedczołowa
  2. Grzbietowa kora przyśrodkowa przedczołowa
  3. Tylna zakrzywiona kora i przyległy precuneus plus boczna kora ciemieniowa (tj. Obszar Brodmanna 39)

Kora śródwęchowa została również powiązana z DMN.

Co ważne, kora przedczołowa znajduje się z przodu mózgu i reguluje złożoną myśl, zachowanie i emocje.

Podobnie jak w przypadku wielu rzeczy w nauce, odkrycie DMN było nieoczekiwane. W 1997 r., Wykorzystując tomografię emisyjną pozytronową, rodzaj badania obrazowania mózgu, Shulman i współpracownicy stwierdzili, że w porównaniu ze stanem spoczynkowym przepływ krwi przez konstelację obszarów mózgu został zredukowany podczas wykonywania nowego, nie-samo-referencyjnego celu. -kierowane zadania.

Warto zauważyć, że zmniejszenie przepływu krwi w tych obszarach mózgu oznacza zmniejszenie aktywności.

W 2001 r. Raichle i jego współpracownicy podjęli następny decydujący krok w kierunku stwierdzenia, że ​​te spadki aktywności nie były efektem ... że nie były aktywacjami w stanie spoczynkowym wywołanymi eksperymentalnie niekontrolowanymi myślami.

W artykule przeglądowym z 2015 r. Zatytułowanym "Sieć domyślnych trybów działania mózgu" Raichle pisze:

Zastosowaliśmy pomiar tomograficznej tomografii pozytronowej (PET) regionalnego przepływu krwi i zużycia tlenu, aby wykazać, poprzez ustalone metaboliczne kryteria aktywacji, że obszary stale wykazujące redukcję aktywności podczas wykonywania zadania nie zostały aktywowane w stanie spoczynkowym. Nasz artykuł został zatytułowany "Domyślny tryb funkcji mózgu". Doszliśmy do wniosku, że obszary mózgu obserwowane w celu zmniejszenia ich aktywności podczas wymagających uwagi, ukierunkowanych na cel zadań nie zostały aktywowane w stanie spoczynkowym, ale raczej wskazywały na dotychczas nierozpoznaną organizację w ramach wewnętrznej lub ciągłej aktywności mózgu.

Do 2015 roku odkrycie DMN spowodowało powstanie prawie 3000 artykułów na ten temat. Dowiedzieliśmy się, że DMN jest najbardziej aktywny, gdy ludzie są pozostawieni sami z własnymi myślami lub wykonują automatyczne, refleksyjne, wyuczone zachowania w określonych sytuacjach w stabilnych środowiskach, takich jak oglądanie filmu lub jazda samochodem wzdłuż znanej trasy. Te środowiska to stany bezczynności, gdy osoba nie koncentruje się na zewnętrznym świecie. I odwrotnie, w eksperymentalnych środowiskach, które są intensywne i podatne na poznawanie - jak na przykład układanie puzzli - DMN jest mniej aktywny.

Wiele ról DMN wciąż jest wyjaśnianych. DMN jest powiązany z pamięcią epizodyczną i konsolidacją pamięci, a także z procesami społecznymi i samoporządkującymi. DMN wiąże się również z myślą o przyszłości, wspominaniem przeszłości i kreatywnością. Według Raichle'a u ludzi badania wykazały, że DMN "tworzy procesy wspierające przetwarzanie emocjonalne (VMPC), autoreferencyjną aktywność umysłową (DMPC) i wspomnienie wcześniejszych doświadczeń".

W badaniu opublikowanym w 2009 roku w Human Brain Mapping , Uddin i współautorzy piszą o DMN: "Chociaż możliwe jest, że pojawi się jedna kompleksowa teoria wyjaśniająca zdolność sieci do obsługi tak różnorodnego zestawu funkcji, tym większe jest prawdopodobieństwo że sieć trybu domyślnego składa się z funkcjonalnie różnych podpodziałów lub podsieci. "

Co ciekawe, podczas medytacji aktywność DMN maleje. Odkrycie to ma sens, ponieważ medytacja jest czasem zmniejszonej wędrówki umysłu i myśli samo-odwołującej się. Podczas medytacji człowiek koncentruje się na bezpośrednim doświadczeniu i odsuwa uwagę od rozpraszających uwagę.

DMN i Autopilot

DMN był początkowo przewidywany jako informacja, która szeroko pojawia się w zewnętrznym i wewnętrznym środowisku człowieka. Ponieważ DMN został zidentyfikowany po raz pierwszy w stanie spoczynku, to kuszące jest sądzić, że DMN jest jedynie odpowiedzialny za marzenie, wędrowanie umysłu i spontaniczne myśli. Spontaniczne poznawanie często wiąże się z myślami o przeszłości i przyszłości, które również są związane z postrzeganą rolą DMN. Jednak DMN odgrywa znacznie bardziej podstawową rolę w świadomości.

W badaniu z 2017 r. Zatytułowanym "Wkład w tryb domyślny do automatycznego przetwarzania informacji", Vatansever i współautorzy stwierdzili, że DMN faktycznie przełącza mózg do autopilota opartego na pamięci, kiedy zrozumiemy zadanie. Autorzy stawiają hipotezę na temat możliwych ram dla tego procesu.

Vatansever i współautorzy stawiają hipotezę, że nasze mózgi są podłączone do ciągłego przewidywania zdarzeń zewnętrznych. Nieustannie internalizujemy wszelkie nieprawidłowości w środowisku, które stanowią podstawę naszych oczekiwań. Oczekiwania te są następnie wykorzystywane do informowania o podejmowaniu decyzji oraz interpretacji, przewidywaniu i postępowaniu w zakresie wymagań środowiskowych.

Rzeczywiście, sugeruje się, że wewnętrzna aktywność mózgu, w szczególności DMN, która wykorzystuje znaczną część zasobów energii mózgu, odzwierciedla takie wewnętrzne modele świata, które mogą pomóc w interpretacji naszego otoczenia. Chociaż takie przewidywanie przetwarzania może stanowić wspólny mechanizm, za pomocą którego mózg przetwarza informacje jako całość, to co może odróżniać DMN, jest jego zdolność do zapewnienia wspólnej przestrzeni roboczej dla zbieżności informacji z jej rozległymi funkcjonalnymi i strukturalnymi połączeniami z resztą mózgu i w szczególności jego dostęp do informacji opartych na pamięci. Ta integracyjna zdolność DMN jest uważana za cechę świadomości, której poziomy zostały wcześniej powiązane z integralnością DMN.

W badaniu naukowcy z University of Cambridge zatrudnili 28 uczestników, aby zaangażowali się w zadanie leżąc w funkcjonalnym skanerze MRI. Uczestnicy pokazali cztery karty i poprosili o dopasowanie karty celu do tych czterech kart. Karta docelowa może być zgodna z kolorem, kształtem lub liczbą, a uczestnicy musieli znaleźć regułę dopasowywania. Funkcjonalny skaner MRI mierzył poziomy tlenu w mózgu, które służyły za wskaźnik aktywności mózgu.

W tym zadaniu były dwa etapy. Pierwszym etapem było przejęcie, w którym wolontariusze nauczyli się dopasowywać regułę za pomocą prób i błędów. Drugim etapem była aplikacja, w której wolontariusze już ustalili regułę i teraz ją stosują.

Naukowcy odkryli, że w fazie pozyskiwania najbardziej aktywna była sieć uwagi grzbietowej. Sieć uwagi grzbietowej jest powiązana z przetwarzaniem wymagających informacji. Na etapie składania wniosku, kiedy uczestnicy znali już regułę i jedynie ją stosowali, DMN był bardziej aktywny.

Naukowcy zaobserwowali również, że na etapie stosowania silniejszy związek między aktywnością w DMN a obszarami mózgu zaangażowanymi w pamięć, takimi jak hipokamp, ​​tym szybciej uczestnicy byli w stanie odpowiedzieć na to zadanie. Odkrycie to sugeruje, że podczas fazy aplikacji mózg zanurzał się w pamięci i reagował na to zadanie za pomocą reguły z pamięci.

Wydaje się, że DMN ze swoimi różnorodnymi połączeniami w mózgu pomaga w ustanowieniu proaktywnych struktur w mózgu. W ustalonych kontekstach i czasach budzących się stanów odpoczynku lub rutyny DMN wykonuje prognozy oparte na pamięci, co pozwala nam funkcjonować na autopilocie. Jednakże, gdy DMN nie jest w stanie przewidzieć przyszłości w niezawodny sposób, autopilot przełącza się w tryb "ręczny" i przejmują części naszego mózgu, które przetwarzają wymagające uwagi informacje.

Zdaniem naukowców ramy ustanowione przez DMN mogą zapewnić "niezwykle ważne rusztowanie wyjaśniające nie tylko bieżącą aktywność DMN w stabilnych warunkach" odpoczynku ", ale także jego wkład w interakcje społeczne (np. Teoria umysłu, intuicja, stereotypy), świadome poczucie własnej wartości, kreatywność i wiele innych dziedzin kognitywnych, które wszystkie wymagają stabilnego wykorzystywania poznanych informacji do przewidywania otaczającego nas świata. "

Implikacje

Podobnie jak sama rola DMN, implikacje badań DMN przeprowadzonych przez Vatansever są szerokie i mogą pomóc nam lepiej zrozumieć warunki, takie jak traumatyczne uszkodzenie mózgu. W traumatycznym uszkodzeniu mózgu problemy z pamięcią i impulsywnością utrudniają reintegrację społeczną. Ponadto wyniki te mogą pomóc nam lepiej zrozumieć inne rodzaje chorób psychicznych, w tym uzależnienie , depresję i zaburzenia obsesyjno-kompulsywne . Wreszcie, badania te mogą pomóc w wyjaśnieniu mechanizmów leków znieczulających na mózg.

Dolna linia

Od czasu odkrycia prawie 20 lat temu DMN okazał się dobrodziejstwem dla naukowców i pomógł zmienić sposób, w jaki myślimy o funkcjonowaniu mózgu. Z każdym kolejnym rokiem dowiadujemy się więcej o tej wielopłaszczyznowej sieci, która odgrywa integralną rolę w świadomości. Badania wyjaśniające jego rolę w autopilocie opartym na pamięci pozwalają na jednoznaczne zrozumienie DMN poprzez wzmocnienie tego, że DMN nie jest jedynie szumem tła i jest ważnym kanałem informacyjnym.

Na koniec, lepsze zrozumienie DMN pomogło rzucić światło na wewnętrzne doświadczenie bycia człowiekiem. Rozważ ten opis autorstwa Callarda i Margulies'a z artykułu zatytułowanego "O czym mówimy, gdy mówimy o sieci trybu domyślnego":

DMN okazał się niezwykle produktywny w doprowadzaniu dotychczas zmarginalizowanych pól i metod do obwodów neurologii poznawczej - i poprzez tego rodzaju incydenty wywołał nowe linie pojęciowych i metodologicznych dociekań. Tematy takie jak wędrowanie umysłem, uprzednio rozważane w dużej mierze poza zasięgiem psychologii kognitywnej, stały się gorącymi obszarami badań. Badacze neuropsychoanalityczni stwierdzili, że DMN jest bogatym pojęciem, dzięki któremu można opracować sformułowania dotyczące energii psychicznej, psychodynamicznych koncepcji jaźni w odniesieniu do przedmiotów i fantazji.

> Źródła:

> Callard F, Margulies DS. O czym rozmawiamy, gdy mówimy o sieci trybu domyślnego. Front Hum Neurosci. 2014; 8: 619.

> Raichle ML. Sieć trybu domyślnego mózgu. Annu. Wielebny Neurosci. 2015. 38: 433-47.

> Uddin LQ, et al. Funkcjonalna łączność składników sieciowych trybu domyślnego: korelacja, antycorrelation i przyczynowość. Hum Brain Mapp. 2009 luty; 30 (2): 625-37.

> Vatansever D, Menon DK, Stamatakis EA. Wkład domyślny do automatycznego przetwarzania informacji. Proc Natl Acad Sci US A. 2017; pii: 201710521.