DMN og funktionel forbindelse
Funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI) tillader os at gøre afledninger af hjerneaktivitet hos levende mennesker baseret på visuelt overbevisende billeder. For det ene har det givet os mulighed for at lave nogle vigtige kommentarer til naturligt forekommende hjernenetværk, herunder standardmodusnetværket. For at forstå sådanne netværk er der dog brug for en baggrund i funktionel forbindelse først.
Hvad er funktionel forbindelse MRI?
Mange fMRI-undersøgelser udføres, mens patienten aktivt gør en aktivitet. Hvis de for eksempel trykker på en knap med deres højre hånd, kan du senere se en del af venstre halvkugle nær motorbarken lyser på det tidspunkt.
En anden tilgang er at se på hjernen, mens forskningsfrivilligeren slet ikke gør noget i scanneren - bare ligge der. Denne teknik kaldes undertiden "hvilestatus" fMRI.
Mens vi lå der, har forskellige områder af hjernen oscillerende aktivitet, hvilket betyder bølger af elektricitet, der er forbundet med MR-signalet. Somme tider er disse bølger synkroniseret med hinanden, hvilket betyder, at de rammer højderne og nedgangen i bølgeformen på samme tid. Det er lidt som om de var forskellige medlemmer af et orkester, der spillede det samme stykke musik, mens de fulgte samme leder. To sådanne områder siges at være funktionelt forbundet.
Funktionel tilslutning må ikke måles i hvile. Aktiviteter som opmærksomhed på noget vigtigt kan ændre mønstre af funktionel forbindelse i hele hjernen.
Funktionel tilslutning betyder ikke nødvendigvis, at to områder af hjernen er direkte og fysisk forbundet. For eksempel kan to forskellige hjerneområder være ganske langt fra hinanden, men begge modtager signaler fra en central hjerneområde som thalamus.
Disse kan stadig være funktionelt forbundet, hvis deres signaler er synkroniserede.
Introduktion til standardmodusnetværket
I løbet af det sidste årti har der været øget opmærksomhed mod denne funktionelle forbindelse som en måde at finde netværk i hjernen, der er relateret til bestemte aktiviteter, herunder bare hvile. Et af de mest fremtrædende netværk, der skal diskuteres, er standardmodusnetværket.
Udtrykket "standardmodus" blev første gang brugt af Dr. Marcus Raichle i 2001 for at beskrive hvilende hjernefunktion. Det var tidligere blevet bemærket, at en "hvilende" hjerne bruger næppe mindre energi end en hjerne laver en "aktiv" opgave, hvilket tyder på, at hjernen måske ikke "hviler" så meget som det ændrer den type aktivitet, hvori den er aktiv beskæftiget.
Standardmodusnetværket (DMN) involverer lavfrekvensoscillationer på omkring en svingning pr. Sekund. Netværket er mest aktivt, når hjernen er i ro. Når hjernen er rettet mod en opgave eller et mål, deaktiveres standardnetværket.
Der kan faktisk være mere end et standardmodusnetværk - det, vi har kaldt DMN, kan faktisk være en samling af mindre netværk, der hver især er dedikeret til noget lidt anderledes end det andet. Ikke desto mindre forstås visse hjerneområder som en del af DMN.
Hvilke dele af hjernen er i DMN?
Områder i hjernen, der indgår i standardmodusnetværket, omfatter medial temporal lobe, medial prefrontal cortex og posterior cingulate cortex, såvel som ventral precuneus og dele af parietal cortex. Alle disse regioner har været forbundet med noget aspekt af intern tanke. For eksempel er medial temporal lobe forbundet med hukommelse . Den mediale præfrontale cortex er blevet forbundet med tankegang, evnen til at genkende andre som at have tanker og følelser svarende til ens egen. Det bageste cingulat antages at indebære at integrere forskellige former for interne tanker.
Spejlneuroner har også været udsat for at interagere med DMN.
Hvad gør DMN?
Fordi standardmodusnet er mest aktivt i ro og på grund af de involverede strukturer, har nogle mennesker forklaret, at det er forbundet med introspektiv tanke, herunder aktiviteter som dagdrømmer eller hentede minder. Andre har dog foreslået, at aktiviteten måske kun er relateret til fysiologiske processer, der ikke er relateret til en bestemt aktivitet - selv hvile - selv om denne udtalelse synes at falde uden for fordel.
Ændringer i standardmodusnetværket har været forbundet med et stort antal forskellige sygdomme, herunder Alzheimers sygdom, autisme, skizofreni, bipolar lidelse, posttraumatisk stresslidelse, depression og mere. Sygdomme kan forårsage enten for lidt aktivitet eller for meget, og til tider varierer dataene, som det faktisk forekommer. Uanset om dette afspejler dårlig forståelse af sygdommen, teknikken eller begge dele, er det ofte usikkert.
En af de kritikpunkter, der er opstået vedrørende DMN er, at ændringer inden for det virker meget uspecifikke - hvilken brug er en måling, hvis den ikke rent faktisk fortæller dig, hvad problemet er? Andre har stillet spørgsmålstegn ved, om netværket er endda et levedygtigt koncept, men som forskning piler op den biologiske aktualitet af DMN bliver sværere at stille spørgsmålstegn ved.
Andre netværk, som dem, der er forbundet med opmærksomhed, vision og hørelse, er også blevet beskrevet. Mens de medicinske fordele ved disse netværk forbliver uklare, kan de afspejle en vigtig ændring i, hvordan vi tænker på hjernen, og hvem kan sige, hvor en sådan tænkning vil tage os i fremtiden?
> Kilder:
> Buckner, RL; Andrews-Hanna, JR; Schacter, DL (2008). "Hjernens standardnetværk: Anatomi, funktion og relevans for sygdom". Annaler fra New York Academy of Sciences 1124 (1): 1-38.
> Fair, DA; Cohen, AL; Dosenbach, NUF; Kirke, JA; Miezin, FM; Barch, DM; Raichle, ME; Petersen, SE et al. (2008). "Den modne arkitektur i hjernens standardnetværk". Forsøg af National Academy of Sciences 105 (10): 4028-32.
> Raichle, Marcus E .; Snyder, Abraham Z. (2007). "En standardfunktion af hjernefunktion: En kort historie om en udviklende ide". NeuroImage 37 (4): 1083-90.