默认模式网络

DMN和功能连接

功能性磁共振成像 (fMRI)使我们能够根据视觉上引人注目的图像,对活人身上的大脑活动进行推断。 首先,它允许我们对自然发生的大脑网络(包括默认模式网络)做出一些重要评论。 然而,为了理解这样的网络,首先需要一些功能连接的背景知识。

什么是功能连通性MRI?

许多fMRI研究是在患者积极做某些活动的同时完成的。 例如,如果他们用右手按下一个按钮,稍后可能会看到左侧半球的运动皮层附近的部分亮起。

另一种方法是观察大脑,同时研究志愿者在扫描仪中什么都不做 - 只是躺在那里。 这种技术有时被称为“静息状态”功能磁共振成像。

当我们躺在那里时, 大脑的不同区域具有振荡活动,这意味着与MRI信号相关的电波。 有时,这些波互相同步,这意味着它们同时触发波形的高点和低点。 有点像他们是一个管弦乐队的不同成员在遵循同一个指挥的情况下演奏相同的音乐。 据说两个这样的区域功能连接。

功能连接不必在休息时进行测量。 诸如注意重要事物等活动可以改变整个大脑的功能连接模式。

功能连接不一定意味着大脑的两个区域直接和物理连接。 例如,两个不同的大脑区域可能相距很远,但都接收来自丘脑等中枢大脑区域的信号。

如果它们的信号同步,它们仍然可以在功能上连接。

介绍默认模式网络

在过去十年左右的时间里,人们越来越重视这种功能连接性,以此作为寻找大脑中与特定活动(包括休息)有关的网络的一种方式。 最需要讨论的网络之一是默认模式网络。

术语“默认模式”在2001年被Marcus Raichle博士首次用于描述安静的大脑功能。 先前已经注意到,“休息”大脑使用的能量几乎少于执行“积极”任务的大脑,这表明大脑可能不会“休息”,因为它改变了它活跃的活动类型从事。

默认模式网络(DMN)涉及每秒约一次波动的低频振荡。 当大脑静止时,网络是最活跃的。 当大脑指向任务或目标时,默认网络将停用。

实际上,可能有不止一个默认模式网络 - 我们称之为DMN的网络实际上可能是一组较小的网络,每个网络专用于一些与另一个不同的网络。 然而,现在通常将某些大脑区域理解为DMN的一部分。

大脑的哪些部分在DMN中?

包含在默认模式网络中的大脑区域包括内侧颞叶, 内侧前额叶皮层和后扣带皮层,以及腹侧楔前叶和顶叶皮层的部分。 所有这些地区都与内部思想的某些方面有关。 例如,内侧颞叶与记忆有关 。 内侧前额叶皮层与心理理论联系在一起,即识别他人具有与自己相似的思想和感受的能力。 认为后扣带关系涉及整合不同类型的内在想法。

镜像神经元也被假定与DMN交互。

DMN做什么?

由于默认模式网络在休息时最为活跃,并且由于涉及的结构,有些人认为它与内省思想相关,包括诸如做白日梦或回忆的活动。 然而,其他人则认为,这项活动可能只与与任何特定活动无关的生理过程有关 - 甚至是休息 - 尽管这种看法似乎正在失宠。

默认模式网络的变化与许多不同的疾病有关,包括阿尔茨海默病,自闭症,精神分裂症,双相性精神障碍,创伤后应激障碍,抑郁症等等。 疾病可能导致活动太少或太多,有时数据会随实际发生的情况而变化。 这是否反映了对疾病的理解不够,这种技术或两者通常都是不确定的。

对DMN产生的批评之一是它内部的变化看起来非常特殊 - 如果它没有真正告诉你问题是什么,那么什么用途是一种测量? 其他人质疑该网络是否甚至是一个可行的概念,但随着研究堆积DMN的生物学现实变得更加难以质疑。

其他网络,例如那些与注意力,视力和听力相关的网络也已经被描述。 尽管这些网络的医疗效益仍不清楚,但它们可能反映了我们如何思考大脑的重大变化,以及谁能说出这样的想法将在未来带来什么?

>来源:

> Buckner,RL; JR安德鲁斯 - 汉纳; Schacter,DL(2008)。 “大脑的默认网络:解剖,功能和疾病相关性”。 纽约科学院年鉴 1124 (1):1-38。

>公平,DA; 科恩,AL; Dosenbach,NUF; Church,JA; Miezin,FM; Barch,DM; Raichle,ME; 彼得森,SE等。 (2008年)。 “大脑默认网络的成熟架构”。 Proceedings of the National Academy of Sciences 105 (10):4028-32。

> Raichle,Marcus E.; 斯奈德,亚伯拉罕Z.(2007)。 “大脑功能的默认模式:不断发展的想法的简要历史”。 NeuroImage 37 (4):1083-90。