Funksjonell magnetisk resonans imaging (fMRI) tillater oss å gjøre påvirkninger på hjernevirksomhet hos levende mennesker basert på visuelt overbevisende bilder. For det ene har det gitt oss mulighet til å gi viktige kommentarer til naturlig forekommende hjernenettverk, inkludert standardmodusnettet. For å forstå slike nettverk, er det imidlertid nødvendig med en bakgrunn i funksjonell tilkobling først. Hva er funksjonell MRI-forbindelse?
Mange fMRI-studier er utført mens pasienten aktivt gjør noen aktivitet. Hvis de for eksempel trykker på en knapp med høyre hånd, kan du senere se en del av venstre halvkule nær motorcortex lyser på den tiden.
En annen tilnærming er å se på hjernen mens forskningsmiljøet ikke gjør noe i det hele tatt i skanneren – bare ligge der. Denne teknikken kalles noen ganger "hvilestatus" fMRI.
Mens vi lå der, har ulike områder av hjernen oscillerende aktivitet, noe som betyr bølger av elektrisitet som er forbundet med MR-signalet. Noen ganger er disse bølgene synkronisert med hverandre, noe som betyr at de treffer bølgeformens høyder og nedturer samtidig. Det er litt som om de var forskjellige medlemmer av et orkester som spilte samme musikk mens de fulgte samme leder. To slike områder sies å være funksjonelt forbundet.
Funksjonell tilkobling må ikke måles i hvile. Aktiviteter som å være oppmerksom på noe viktig kan forandre mønstre av funksjonell tilkobling over hele hjernen.
Funksjonell tilkobling betyr ikke nødvendigvis at to områder av hjernen er direkte og fysisk forbundet. For eksempel kan to forskjellige hjerneområder være ganske langt fra hverandre, men begge mottar signaler fra en sentral hjerneområde som thalamus.
Disse kan fortsatt være funksjonelt koblet hvis signalene er synkroniserte.
Introduksjon av standardmodusnettet
Det siste tiåret eller så har det blitt betalt økende oppmerksomhet mot denne funksjonelle tilkoblingsmekanismen som en måte å finne nettverk i hjernen som er relatert til bestemte aktiviteter, inkludert bare hvile. Et av de mest fremtredende nettverkene som skal diskuteres, er standardmodusnettet.
Begrepet "standardmodus" ble først brukt av Dr. Marcus Raichle i 2001 for å beskrive hvilende hjernefunksjon. Det har tidligere vært bemerket at en "hvilende" hjerne bruker nesten ikke energi enn en hjerne som gjør en "aktiv" oppgave, og foreslår at hjernen kanskje ikke hviler så mye som det endrer aktiviteten der den er aktiv engasjert.
Standardmodusnettet (DMN) innebærer lavfrekvensoscillasjoner med omtrent en svingning per sekund. Nettverket er mest aktiv når hjernen er i ro. Når hjernen er rettet mot en oppgave eller et mål, deaktiveres standardnettverket.
Det kan faktisk være mer enn ett standardmodus nettverk – det vi har kalt DMN, kan faktisk være en samling av mindre nettverk, hver dedikert til noe litt annerledes enn det andre. Ikke desto mindre er enkelte hjerneområder nå forstått som en del av DMN.
Hvilke deler av hjernen er i DMN?
Områder i hjernen som inngår i standardmodusnettet inkluderer medial temporal lobe, medial prefrontal cortex og posterior cingulate cortex, samt ventral precuneus og deler av parietal cortex. Alle disse områdene har vært knyttet til noe aspekt av intern tanke. For eksempel er medial temporal lobe forbundet med minne. Den mediale prefrontale cortexen har vært forbundet med tankegang, evnen til å gjenkjenne andre som å ha tanker og følelser som ligner ens egen. Det bakre cingulatet antas å innebære å integrere ulike typer interne tanker.
Speilneuroner har også blitt posisjonert til å interagere med DMN.
Hva gjør DMN?
Fordi standardmodusnettet er mest aktiv i ro og på grunn av de involverte strukturer, har noen personer lagt til at det er knyttet til introspektiv tanke, inkludert aktiviteter som dagdrømmer eller henter minner. Andre har imidlertid foreslått at aktiviteten bare kan relateres til fysiologiske prosesser som ikke er relatert til en bestemt aktivitet – selv hvile – selv om denne oppfatningen synes å falle ut av favør.
Endringer i standardmodusnettverket har vært knyttet til et stort antall forskjellige sykdommer, inkludert Alzheimers sykdom, autisme, schizofreni, bipolar lidelse, posttraumatisk stressforstyrrelse, depresjon og mer. Sykdommer kan forårsake for lite aktivitet eller for mye, og noen ganger varierer dataene som det som faktisk skjer. Om dette gjenspeiler dårlig forståelse av sykdommen, teknikken eller begge deler, er det ofte usikkert.
En av kritikkene som har oppstått om DMN er at endringer i det virker svært uspecifikke – hvilken bruk er en måling hvis den ikke faktisk forteller deg hva problemet er? Andre har stilt spørsmålstegn ved om nettverket er enda et levedyktig konsept, men som forskning piler opp den biologiske aktualiteten til DMN blir vanskeligere å stille spørsmål.
Andre nettverk, som de som er knyttet til oppmerksomhet, syn og hørsel, har også blitt beskrevet. Mens de medisinske fordelene til disse nettverkene fortsatt er uklare, kan de gjenspeile en viktig forandring i hvordan vi tenker på hjernen, og hvem kan si hvor slik tenkning vil ta oss i fremtiden?
