Funkcionālās magnētiskās rezonanses attēlveidošana (fMRI) ļauj mums izdarīt secinājumus par smadzeņu aktivitāti dzīvo cilvēku vidū, balstoties uz vizuāli pievilcīgiem attēliem. Pirmkārt, tas ļāva mums izdarīt dažus svarīgus komentārus par dabiski sastopamiem smadzeņu tīkliem, tostarp noklusējuma režīmu tīklu. Tomēr, lai izprastu šādus tīklus, vispirms ir nepieciešams fons, kas saistīts ar funkcionālo savienojumu.
Kas ir funkcionālās savienojamības MRI?
Daudzi fMRI pētījumi tiek veikti, kamēr pacients aktīvi veic kādu darbību. Piemēram, ja viņi nospiež pogu ar savu labo roku, vēlāk var redzēt daļu no kreisās puslodes, kas tuvu motora dziedzerim, kas iedegas tajā laikā.
Vēl viena pieeja ir aplūkot smadzenes, kamēr brīvprātīgais pētnieks skenerā neko nedara, vienkārši atrodas tur. Šo metodi dažreiz sauc par "atpūtas stāvokli", fMRI.
Lai gan mēs gulējam, dažādas smadzeņu daļas ir svārstīgas aktivitātes, kas nozīmē elektrības viļņus, kas ir saistīti ar MRI signālu. Dažreiz šie viļņi ir sinhroni viens ar otru, kas nozīmē, ka vienlaikus tie sasniedz viļņu formas augstumus un kritumus. Tas ir mazliet kā tad, ja tie būtu dažādi orķestra dalībnieki, kuri spēlē to pašu mūzikas ierakstu, vienlaikus izpildot vienu un to pašu diriģentu. Tiek uzskatīts, ka divas šādas teritorijas ir funkcionāli savienotas.
Funkcionālā savienojamība nav jānovērtē miera stāvoklī. Darbības, piemēram, pievēršana uzmanībai kaut ko svarīgu, var mainīt funkcionālās savienojamības modeļus smadzenēs.
Funkcionālā savienojamība nenozīmē, ka divas smadzeņu daļas ir tieši un fiziski saistītas. Piemēram, divas dažādas smadzeņu zonas var būt diezgan tālu viena no otras, taču abus saņem signālus no centrālās smadzeņu reģiona, piemēram, galvas.
Tie var būt funkcionāli saistīti, ja to signāli ir sinhroni.
Iepazīšanās ar noklusējuma režīma tīklu
Pēdējo desmit gadu laikā aizvien lielāka uzmanība ir pievērsta šai funkcionālajai savienojamībai kā veids, kā atrast smadzeņu tīklus, kas saistīti ar konkrētām aktivitātēm, tostarp tikai atpūtai. Viens no svarīgākajiem apspriežamajiem tīkliem ir noklusējuma režīma tīkls.
Termins "noklusējuma režīms" vispirms tika izmantots Dr Marcus Raichle 2001. gadā, lai aprakstītu atpūtušo smadzeņu darbību. Iepriekš tika atzīmēts, ka "atpūtas" smadzenēs gandrīz mazāk enerģijas tiek izmantots nekā smadzenes, kas "aktīvi" veic uzdevumu, kas liek domāt, ka, iespējams, smadzenes nemaz neuztraucas, mainot aktivitātes veidu, kurā tā aktīvi darbojas iesaistīts
Noklusējuma režīma tīkls (DMN) ietver zema frekvences svārstības ar aptuveni vienu svārstību sekundē. Tīkls ir visaktīvākais, kad smadzenes atpaliek. Kad smadzenes ir vērstas uz uzdevumu vai mērķi, noklusējuma tīkls deaktivizē.
Patiesībā var būt vairāk nekā viens noklusējuma režīma tīkls, ko mēs saucam par DMN, patiesībā var būt mazāku tīklu kolekcija, katra no kurām ir veltīta nedaudz citam nekā citam. Tomēr daži smadzeņu apgabali tagad tiek uzskatīti par daļu no DMN.
Kādas smadzeņu daļas ir DMN?
noklusējuma režīma tīklā iekļautie smadzeņu apgabali ietver mediālo gareno daivu, mediālo prefrontalu garozu un aizmugurējo cingulu garozu, kā arī ventrālo previenību un paritēlo garozu daļām. Visi šie reģioni ir saistīti ar kādu iekšējo domu aspektu. Piemēram, mediālā garīgā daiva ir saistīta ar atmiņu. Vidējais prefronta garozs ir saistīts ar prāta teoriju, spēju atpazīt citus, kam ir domas un jūtas, kas ir līdzīgi savai. Tiek uzskatīts, ka aizmugures cingula ietver dažādu iekšējo domu integrēšanu.
Mirror neironiem ir arī ievietots, lai mijiedarbotos ar DMN.
Ko dara DMN?
Tā kā noklusējuma režīma tīkls ir visaktīvākais atpūtai un iesaistīto struktūru dēļ, daži cilvēki ir norādījuši, ka tas ir saistīts ar introspektīvu domu, tostarp tādām darbībām kā sapņošana vai atmiņu izgūšana. Citi tomēr ir ierosinājuši, ka šī aktivitāte var būt saistīta tikai ar fizioloģiskiem procesiem, kas nav saistīti ar kādu konkrētu darbību – pat atpūšas -, lai gan šis viedoklis, šķiet, ir izkliedēts.
Izmaiņas noklusējuma režīma tīklā ir saistītas ar daudzām dažādām slimībām, tostarp Alcheimera slimību, autismu, šizofrēniju, bipolāriem traucējumiem, posttraumatisko stresa traucējumiem, depresiju un citiem. Slimības var izraisīt pārāk maz aktivitātes vai pārāk daudz, un reizēm dati atšķiras atkarībā no tā, kas patiešām notiek. Neatkarīgi no tā, vai tas atspoguļo sliktu izpratni par slimību, tehnika vai abi ir bieži vien neskaidra.
Viena no kritikām, kas radušās saistībā ar DMN, ir tā, ka izmaiņas tajā šķiet ļoti nekonkrētas – kāds ir mērījums, ja tas faktiski nepasaka, kāda ir problēma? Citi ir apšaubījuši, vai tīkls ir pat dzīvotspējīgs jēdziens, lai gan pētniecība pietrūkst DMN bioloģiskā aktualitāte kļūst grūtāk apšaubīt.
ir aprakstīti arī citi tīkli, piemēram, tie, kas saistīti ar uzmanību, redzi un dzirdi. Kaut arī šo tīklu medicīniskie ieguvumi joprojām ir neskaidri, tie var atspoguļot svarīgas pārmaiņas, kā mēs domājam par smadzenēm, un kas var pateikt, kur šāda domāšana mūs aizvedīs nākotnē?
