Дефолт-система мозга: блуждание?

Что происходит в голове

Что происходит с мозгом, когда мы решаем какую-то задачу? Или наоборот, лежим и ничего не делаем? Так ли пассивен мозг в моменты отдыха?

Появление позитронно-эмиссионной (ПЭТ) и функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) позволило заглянуть внутрь и получить детальное изображение структур мозга. Метод ПЭТ дал возможность измерить нейронную активность за счет определения изменения кровотока и содержания глюкозы. ФМРТ позволила  определить уровень снабжения зон мозга кислородом.

Первые исследования мозга показали, что области мозга активируются при выполнении определенных задач. Затем исследователи предположили, что некоторые области мозга выполняют общие функции и активны при выполнении не только узких задач. Было замечено увеличение кровотока в областях правого полушария при выполнении задач, требующих постоянного внимания.

Поиск связей

В конце 90-х годов американский невролог Гордон Шульман с коллегами перепроверил результаты 9 предыдущих исследований по обработке информации мозгом, чтобы увидеть, как изменяется мозговой кровоток в пассивном и активном состоянии. Степень изменения кровотока, показывающая активность мозга, определялась путем сравнения результатов сканирования двух состояний.

При выполнении задач испытуемые фиксировали взгляд на пересечении линий в центре экрана. Фиксацию контролировали с помощью электроокулографии (метод исследования глазных мышц и наружного слоя сетчатки). В некоторых опытах испытуемые отвечали движением - нажимали клавишу в зависимости от показанного изображения. В целом, испытуемые получали набор задач, связанных с использованием языка, памяти, воображения, зрительного поиска и выбора.

По каждому исследованию сопоставлялись результаты сканирования активных и пассивных состояний мозга. Например, в языковом эксперименте активной задачей было чтение слова вслух. Во время пассивной задачи испытуемые наблюдали за отображенным на экране словом, то есть читали его про себя. Результаты, полученные при  сканировании при чтении про себя, вычитались из результатов, полученных при чтении вслух. Полученная разница помогала определить области, задействованные при выполнении задачи. Итоговую картину получали с помощью объединения разниц результатов сканирования для каждого испытуемого во всех девяти экспериментах.

В результате Шульман с коллегами заметили, что при выполнении активных задач в медиально-теменных областях мозга (которые,например, отвечают за запоминание событий собственной жизни) происходит снижение кровотока по сравнению с состоянием покоя. Этот факт натолкнул ученых на предположение, что мозг не выключается, когда не решает задачи. Исследователи обнаружили  постоянную активность в нескольких областях мозга. Активность в них снижалась только тогда, когда внимание испытуемых переключалось на решение новых задач.

Работа с помехами

Выводы о том, что мозг постоянно находится в активном состоянии, были приняты скептично со стороны рецензентов. Сразу после экспериментов результаты не были напечатаны, потому как результаты Шульмана сочли ошибкой. Но позднее другие исследователи подтвердили его выводы.

Открытие сети пассивного режима работы мозга или режима работы мозга по умолчанию (дефолт системы мозга) позволило посмотреть по-другому на активность мозга. До этого нейрофизиологи не учитывали низкочастотные колебания кровотока при исследованиях, считая их помехами. Только в 1995 году - за 2 года до эксперимента Шульмана - ученые из Висконсинского медицинского колледжа поставили под сомнение отрицание низкочастотных шумов. Они определили, что помехи в двигательной зоне мозга, контролирующей правую руку, совпадают с помехами противоположной зоны мозга, контролирующей левую руку. Позднее в 2000-х годах уже после экспериментов Шульмана исследователи Стэнфордского университета обнаружили такие же синхронные помехи в центрах сети пассивного режима работы мозга (теменной и префронтальной коре).

Дальнейшие исследования о дефолт системе мозга позволили создать карту внутренней активности основных систем мозга. Оказалось, что внутренняя активность сохраняется и под общим наркозом и во время легкого сна. Помехи, которые были отброшены в ранних исследованиях, оказались одним из решающих моментов в понимании работы мозга.

Были ли у вас случаи, когда целенаправленные усилия на решение какой-то задачи оказывались бесполезными, не было никакого прогресса, а когда переставали думать о задаче на какое-то время, ответ появлялся сам собой? Бывало ли утро вечера мудренее? ) Поделитесь, пожалуйста, историями в комментариях)

Автор: Марина Белоусова

Комментарии: