شبكة الوضع الافتراضي نشطة أثناء حالات الراحة
هل يمكنك تخيل كيف سيكون فرض ضرائب عليك أن تفكر فعليًا في كل إجراء صغير تشارك فيه كل يوم؟
لحسن الحظ ، تتجول عقولنا ونحن نذهب إلى أحلام اليقظة أثناء القيام بالمهام الروتينية ، مثل القيادة إلى العمل ، والاستحمام ، أو سقي النباتات. ومن المثير للاهتمام أن نفس الجزء من الدماغ مرتبط بكلا من أحلام اليقظة والذهاب إلى نظام آلي قائم على الذاكرة: شبكة الوضع الافتراضي (DMN).
علاوة على ذلك ، تظهر الأبحاث الجديدة أن DMN تلعب دورًا أساسيًا في وضع autopilot.
شبكة الوضع الافتراضي
تنتشر DMN ، أو "شبكة أحلام اليقظة" ، على مناطق متنوعة ومترابطة من القشرة الدماغية ، بما في ذلك الفصوص الأمامية والجدارية والزمنية. القشرة هي الطبقة الخارجية من الدماغ .
وبشكل أكثر تحديدًا ، يتم تقسيم DMN إلى ثلاثة أقسام رئيسية:
- وسائل الإعلام البطنية قبل الجبهية
- القشرة الظهارية الأمامية الفصية
- القشرة الحزامية الخلفية والأصباغ المجاورة بالإضافة إلى القشرة الجدارية الجانبية (أي ، منطقة برودان 39)
كما تم ربط القشرة المخية الأنفية الداخلية ب DMN.
والأهم من ذلك ، أن القشرة المخية قبل الجبهية تقع في مقدمة الدماغ وتنظم الفكر المعقد والسلوك والعاطفة.
كما هو الحال مع العديد من الأشياء في العلوم ، كان اكتشاف DMN مصادفة. في عام 1997 ، باستخدام التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، وجد نوع من دراسة التصوير الدماغي ، شولمان وزملاؤه أنه بالمقارنة مع حالة الراحة ، انخفض تدفق الدم عبر مجموعة من مناطق الدماغ أثناء أداء هدف جديد غير ذاتي المهام الموجهة.
من الملاحظ ، النقصان في تدفق الدم في هذه المناطق الدماغ يعني انخفاض النشاط.
في عام 2001 ، اتخذ Raichle وزملاؤه الخطوة الحاسمة التالية في تحديد أن هذا النشاط يتناقص لم يكن حظاً… لأنهم لم يكونوا منشطين في حالة الراحة بسبب الأفكار غير المتحكم فيها تجريبياً.
في مقال مراجعة عام 2015 بعنوان "شبكة نمط الدماغ الافتراضي" ، كتب Raichle ما يلي:
استخدمنا قياسات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) لتدفق الدم الإقليمي واستهلاك الأوكسجين لإظهار ، من خلال معايير الأيض الثابتة للتفعيل ، أن المناطق التي تعرض باستمرار انخفاض النشاط أثناء أداء المهمة لم يتم تفعيلها في حالة الراحة. كان مقالنا بعنوان "الوضع الافتراضي لوظيفة الدماغ". خلصنا إلى أن مناطق الدماغ التي لوحظت في تقليل نشاطها خلال المهام التي تتطلب الانتباه ، والمهام الموجهة نحو الأهداف لم يتم تفعيلها في حالة الراحة ، بل كانت مؤشرا على منظمة غير معترف بها حتى الآن داخل نشاط الدماغ الجوهري أو المستمر.
بحلول عام 2015 ، أنتج اكتشاف DMN ما يقرب من 3000 ورقة حول هذا الموضوع. لقد تعلمنا أن شبكة DMN هي الأكثر نشاطًا عندما يتم ترك الأشخاص بمفردهم بأفكارهم أو أداء سلوكيات تلقائية ، انعكاسية ، مكتسبة تحت سياقات محددة في بيئات مستقرة - مثل مشاهدة فيلم أو قيادة سيارة على طول مسار مألوف. هذه البيئات هي حالة من الاستيقاظ عندما لا يركز الشخص على العالم الخارجي. وبالعكس ، في البيئات التجريبية التي يعتقد أنها تكبح بشكل مكثف ومعرفي - مثل اكتشاف أحجية - تكون DMN أقل نشاطًا.
لا يزال يتم توضيح الأدوار العديدة لشبكة DMN. ترتبط شبكة DMN بذاكرة عرضية ودمج للذاكرة بالإضافة إلى عمليات اجتماعية وذاتية. ترتبط شبكة DMN أيضًا بالتفكير في المستقبل ، واستعادة ذكريات الماضي ، والإبداع. ووفقًا لمايكل ، فقد أظهرت الدراسات على البشر أن شبكة DMN "تحفز العمليات التي تدعم المعالجة العاطفية (VMPC) ، والنشاط العقلي ذاتي المرجعية (DMPC) ، وتذكر الخبرات السابقة".
في دراسة نشرت عام 2009 في رسم خرائط الدماغ البشري ، كتب Uddin والمؤلفون المشاركون ما يلي بخصوص DMN: "على الرغم من أنه من الممكن أن تنشأ نظرية شاملة واحدة تشرح قدرة الشبكة على دعم هذه المجموعة المتنوعة من الوظائف ، فإن الاحتمال الأكبر هو أن شبكة الوضع الافتراضي تتكون من تقسيمات فرعية أو شبكات فرعية قابلة للتوفيق وظيفيًا "
من المثير للاهتمام ، خلال التأمل ، يقل نشاط DMN. هذه النتيجة منطقية لأن التأمل هو وقت تنحسر فيه التفكير العقلاني والفكر الذاتي المرجعي. خلال التأمل ، يركز الشخص على التجربة المباشرة ويبتعد عن الانتباه عن الانحرافات.
DMN و Autopilot
تم تصور DMN لأول مرة كمعلومات تظهر على نطاق واسع في بيئة الشخص الداخلية والخارجية. نظرًا لتحديد DMN لأول مرة أثناء حالة الراحة ، فإنه من المغري الاعتقاد بأن DMN مسؤولة فقط عن أحلام اليقظة ، والتخيل الذهني ، والأفكار التلقائية. غالباً ما ينطوي الإدراك التلقائي على أفكار حول الماضي والمستقبل ، والتي تتناقض أيضاً مع الدور المتصور لـ DMN. ومع ذلك ، تلعب DMN دورًا أساسيًا أكثر بكثير في الوعي.
في دراسة أجريت عام 2017 بعنوان "مساهمات الوضع الافتراضي في معالجة المعلومات المؤتمتة" ، وجد Vatansever والمؤلفون المشاركون أن DMN تقوم بالفعل بتحويل العقل إلى الطيار الآلي القائم على الذاكرة عندما نفهم المهمة. يفترض المؤلفون إطارًا محتملًا لهذه العملية.
يفترض المؤلفون والمؤلفون المشاركون أن أدمغتنا يتم توصيلها باستمرار لتوقع الأحداث الخارجية. نحن نستوعب باستمرار أي مخالفات في البيئة لتشكل أساس توقعاتنا. ثم يتم استخدام هذه التوقعات لإعلامنا صنع القرار وتفسير ، والتنبؤ ، والعمل على المتطلبات البيئية.
وبالفعل ، فإن النشاط الجوهري للدماغ ، وبالتحديد نشاط DMN ، الذي يستخدم جزءًا كبيرًا من إمدادات طاقة الدماغ لدينا ، يُقترح أن يعكس مثل هذه النماذج الداخلية للعالم التي يمكن أن تساعد في تفسير محيطنا. على الرغم من أن مثل هذه المعالجة التنبؤية قد تشكل الآلية المشتركة التي يعالج بها الدماغ المعلومات ككل ، إلا أن ما قد يميز DMN هو قدرته على توفير مساحة عمل مشتركة لتقارب المعلومات مع صلاته الوظيفية والهيكلية الواسعة لبقية الدماغ. خاصة الوصول إلى المعلومات المستندة إلى الذاكرة. ويعتقد أن هذه القدرة التكاملية للشبكة DMN هي السمة المميزة للوعي ، والتي كانت مستوياتها السابقة مرتبطة بسلامة DMN.
في هذه الدراسة ، قام باحثو جامعة كامبردج بتجنيد 28 مشاركًا للانخراط في مهمة أثناء الاستلقاء في ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. عُرض على المشاركين أربعة أوراق وطلبوا منهم مطابقة بطاقة الهدف مع هذه البطاقات الأربعة. يمكن أن تتطابق البطاقة المستهدفة إما بلون أو شكل أو رقم ، ويحتاج المشاركون إلى معرفة قاعدة المطابقة. قياس ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي مستويات الأوكسجين في الدماغ ، والتي عملت بمثابة وكيل لنشاط الدماغ.
كانت هناك مرحلتان في هذه المهمة. كانت المرحلة الأولى عملية استحواذ تعلّم فيها المتطوعون مطابقة القاعدة من خلال التجربة والخطأ. أما المرحلة الثانية فكانت عبارة عن تطبيق كان المتطوعون قد توصلوا فيه بالفعل إلى القاعدة ويطبقونها الآن.
ووجد الباحثون أنه خلال مرحلة الاستحواذ ، كانت شبكة الانتباه الظهري أكثر نشاطًا. ترتبط شبكة الاهتمام الظهرية بمعالجة المعلومات التي تتطلب الانتباه. خلال مرحلة التطبيق ، عندما عرف المشاركون بالفعل القاعدة وكانوا يطبقونها فقط ، كانت DMN أكثر نشاطًا.
ولاحظ الباحثون أيضًا أنه خلال مرحلة التطبيق ، كلما كانت العلاقة بين النشاط في DMN ومناطق المخ التي تشارك في الذاكرة مثل الحصين أقوى ، كلما كان المشاركون أسرع قادرًا على الاستجابة لهذه المهمة. توحي هذه النتيجة أنه خلال مرحلة التطبيق ، كان الدماغ ينغمس في الذاكرة ، واستجاب للمهمة باستخدام قاعدة من الذاكرة.
يبدو أن DMN مع اتصالاتها المتنوعة في جميع أنحاء الدماغ يساعد على إنشاء إطار استباقي في الدماغ. في السياقات والأوقات المستقرة من حالات الاستيقاظ أو الروتين ، تقوم DMN بعمل تنبؤات تستند إلى الذاكرة ، وبالتالي تسمح لنا بالعمل على الطيار الآلي. ومع ذلك ، عندما يتعذر على DMN التنبؤ بالمستقبل بطريقة موثوقة ، فإن المحول التلقائي يقوم بالتبديل إلى الوضع "اليدوي" وأجزاء من دماغنا التي تعالج المعلومات التي تتطلب الاهتمام.
وفقا للباحثين ، فإن هذا الإطار الذي وضعته DMN يمكن أن يوفر "سقالة ذات أهمية كبيرة لشرح ليس فقط نشاط DMN المستمر في ظروف" الراحة "الثابتة ، ولكن أيضا مساهمته في التفاعلات الاجتماعية (على سبيل المثال ، نظرية العقل ، الحدس ، والنظرة النمطية ، وإدراك واعٍ لذاتية ، وإبداع ، ومجموعة متنوعة من المجالات المعرفية الأخرى التي تتطلب جميعها الاستخدام المستقر للمعلومات المتعلمة للتنبؤ بالعالم من حولنا. "
آثار
مثل دور DMN نفسه ، فإن الآثار المترتبة على بحوث DMN التي أجراها Vatansever واسعة ويمكن أن تساعدنا على فهم أفضل لظروف مثل إصابات الدماغ المؤلمة. في إصابات الدماغ المؤلمة ، تجعل مشاكل الذاكرة والاندفاع إعادة الإدماج الاجتماعي صعبة. علاوة على ذلك ، قد تساعدنا هذه النتائج على فهم الأنواع الأخرى من الأمراض العقلية بشكل أفضل ، بما في ذلك الإدمان والاكتئاب واضطراب الوسواس القهري . وأخيرًا ، يمكن أن يساعد هذا البحث في توضيح آليات أدوية التخدير على الدماغ.
الحد الأدنى
منذ اكتشافها منذ ما يقرب من 20 عامًا ، كانت DMN بمثابة نعمة للباحثين العلميين وساعدت في إعادة تشكيل الطريقة التي نفكر بها في وظيفة الدماغ. مع مرور كل عام ، نتعلم المزيد عن هذه الشبكة متعددة الوجوه التي تلعب دورًا أساسيًا في الوعي. إن البحث الذي يشرح دوره في الطيار الآلي المستند إلى الذاكرة يأخذ فهمنا ل DMN خطوة أخرى من خلال تعزيز أن DMN ليس مجرد ضجيج في الخلفية و هو قناة هامة للمعلومات.
في ملاحظة أخيرة ، ساعد فهم أفضل لشبكة DMN على تسليط الضوء على التجربة الداخلية للبشر. خذ بعين الاعتبار هذا الوصف بواسطة Callard و Margulies من مقالة بعنوان "ما نتحدث عنه عندما نتحدث عن شبكة الوضع الافتراضي":
لقد كانت DMN منتجة بشكل ملحوظ في جلب الحقول والطرق المهمشة حتى الآن داخل محيط علم الأعصاب الإدراكي - ومن خلال مثل هذه التوغلات ، أشعلت خطوطًا جديدة للاستقصاء المفاهيمي والمنهجي. وقد برزت مواضيع مثل التجوال العقلي ، التي كانت تعتبر في السابق خارج نطاق علم النفس المعرفي ، كمجالات بحث ساخنة. وقد وجد الباحثون العصبيون النفسيون أن DMN هو مفهوم ثري يمكن من خلاله تطوير الصيغ حول الطاقة النفسية ، ومفاهيم النفس الديناميكية الذاتية فيما يتعلق بالأشياء والخيال.
> المصادر:
> Callard F، Margulies DS. ما نتحدث عنه عندما نتحدث عن شبكة الوضع الافتراضي. الجبهة هوم نيوروسكي. 2014 (8)؛: 619.
> Raichle ML. شبكة Brain Default Mode. أنو. القس Neurosci. 2015. 38: 433–47.
> Uddin LQ، et al. الاتصال الوظيفي لمكونات شبكة الوضع الافتراضي: الارتباط ، الارتباط المضاد ، والعلاقة السببية. هموم الدماغ ماب. 2009 فبراير ؛ 30 (2): 625-37.
> Vatansever D، Menon DK، Stamatakis EA. مساهمات الوضع الافتراضي لمعالجة المعلومات الآلية. Proc Natl Acad Sci US A. 2017؛ pii: 201710521.