'Daydreaming Network' hjelper oss å bytte til autopilot

Kan du forestille deg hvordan det å skattlegges det ville være å faktisk tenke på hver liten handling du engasjerer deg i hver dag?

Heldigvis vandrer våre sinn og vi dagdrømmer mens du gjør rutinemessige oppgaver, for eksempel å kjøre på jobb, ta en dusj, eller vanne plantene. Interessant nok, er den samme delen av hjernen knyttet til både dagdrømmer og går inn i minnebasert autopilot: standardmodusnettet (DMN). Videre viser ny forskning at DMN spiller en integrert rolle i autopilot-modus.

Standardmodus Nettverk

DMN, eller "dagdrømmenettverk", er spredt over ulike sammenhenger av cortex, inkludert frontale, parietale og temporale lobes. Cortex er det ytre laget av hjernen.

Nærmere bestemt er DMN delt inn i tre hoveddeler:

1. Den ventrale media prefrontale cortex
2. Dorsal medial prefrontal cortex
3. Den bakre cingulerte cortexen og tilstøtende precuneus pluss den laterale parietale cortexen (dvs. Brodmann-området 39)

Den entorhine cortex har også blitt bundet til DMN.

Det er viktig at prefrontale cortex er på forsiden av hjernen og regulerer komplekse tanker, oppførsel og følelser.

Som med mange ting i vitenskapen var oppdagelsen av DMN serendipitous. I 1997, ved hjelp av positron-utslippstomografi, fant en type hjernedimensjonsstudie, Shulman, og kollegaer at sammenlignet med hvilestatus ble blodstrømmen over en konstellasjon av hjerneområder redusert mens du utførte nye, ikke-selvreflekterende mål -direkte oppgaver. Det er av oppmerksomhet at nedgang i blodstrømmen i disse hjerneområdene betyr redusert aktivitet.

I 2001 tok Raichle og kollegaene det neste avgjørende skrittet for å avgjøre at denne aktiviteten minker ikke var et fluke ... at de ikke var aktiveringer i hvilestaten forårsaket av eksperimentelt ukontrollerte tanker. I en 2015-artikkel med tittelen "Brains standardmodusnettverk" skriver Raichle følgende:

Vi brukte positronutslippstomografi (PET) målinger av regional blodstrøm og oksygenforbruk for å vise, ved etablerte metabolske kriterier for aktivering, at områder som konsekvent oppviser aktivitetsreduksjoner under oppgaver, ikke ble aktivert i hvilestatus. Vår artikkel ble kalt "En standard modus for hjernefunksjon." Vi konkluderte med at hjernen områdene observert å redusere sin aktivitet under oppmerksomhetskrevende, målrettede oppgaver ikke ble aktivert i hvilestaten, men snarere var indikativ for en hittil ukjent organisasjon innenfor hjernens egen eller pågående aktivitet.

Innen 2015 hadde funnet DMN nesten 3000 papirer om emnet. Vi har lært at DMN er mest aktiv når folk står alene med sine tanker eller utfører automatisk, refleksiv, lært atferd under bestemte sammenhenger i stabile miljøer, som å se på en film eller kjøre bil på en kjent rute. Disse miljøene er våkne hvilemodus når en person ikke er fokusert på omverdenen. Omvendt, i eksperimentelle miljøer som antas å være intensive og kognitivt beskattes som å finne ut et puslespill, er DMN mindre aktiv.

De mange rollene til DMN er fortsatt klarlagt. DMN er knyttet til episodisk minne og minnekonsolidering, så vel som sosiale og selvrelaterte prosesser. DMN er også knyttet til å tenke på fremtiden, reminiscing om fortiden, og kreativitet. Ifølge Raichle, hos mennesker, har studier vist at DMN "instanser prosesser som støtter emosjonell behandling (VMPC), selvreflekterende mental aktivitet (DMPC) og tilbakekalling av tidligere erfaringer."

I en 2009 studie publisert i Human Brain Mapping, Uddin og medforfattere skriver følgende om DMN: "Selv om det er mulig at en helhetlig teori vil oppstå, forklarer nettverks evne til å understøtte et så mangfoldig utvalg av funksjoner, er større sannsynlighet at standardmodusnettet består av funksjonelt differensierte inndelinger eller delnettverk. "

Interessant, under meditasjon minker DMN-aktiviteten. Dette funn er fornuftig fordi meditasjon er en tid med nedsatt tankevandring og selvreflekterende tanke. Under meditasjon konsentrerer man seg på den umiddelbare opplevelsen og skifter oppmerksomhet fra distraksjoner.

DMN og Autopilot

DMN var først tenkt som informasjon som stort sett oppstår i en persons eksterne og interne miljø. Fordi DMN ble først identifisert i hvilestaten, er det fristende å tro at DMN er bare ansvarlig for dagdrømmer, tankevandring og spontane tanker. Spontan kognisjon innebærer ofte tanker om fortiden og fremtiden, som også jells med den oppfattede rollen til DMN. DMN spiller imidlertid en mye mer fundamental rolle i bevisstheten.

I en 2017-studie med tittelen "Standardmodusbidrag til automatisert informasjonsbehandling" finner Vatansever og medforfattere at DMN faktisk bytter hjernen til minnebasert autopilot når vi forstår en oppgave. Forfatterne hypoteser et mulig rammeverk for denne prosessen.

Vatansever og medforfattere hypoteser at hjernen vår er koblet til å kontinuerlig forutse eksterne hendelser. Vi interniserer kontinuerlig eventuelle uregelmessigheter i miljøet for å danne grunnlaget for våre forventninger. Disse forventningene brukes da til å informere vår beslutningsprosess og tolke, forutsi og handle på miljøkrav.

Faktisk foreslår hjernens egen aktivitet, spesielt den av DMN, som bruker en betydelig del av vår energiforsyning til hjernen, å gjenspeile slike interne modeller av verden som kan hjelpe til med tolkningen av omgivelsene. Selv om slik prediktiv behandling kan utgjøre den felles mekanismen som hjernen behandler informasjon som helhet, kan det som skiller DMN, være dets evne til å gi et felles arbeidsområde for konvergens av informasjon med sine omfattende funksjonelle og strukturelle forbindelser til resten av hjernen og spesielt tilgangen til minnebasert informasjon. Denne integrerende kapasiteten til DMN antas å være et bevissthetsstempel, hvor nivåene tidligere har vært forbundet med DMN-integritet.

I studien rekrutterte University of Cambridge forskere 28 deltakere til å delta i en oppgave mens de lå i en funksjonell MR-skanner. Deltakerne ble vist fire kort og bedt om å matche et målkort til disse fire kortene. Målkortet kan samsvare med enten farge, form eller nummer, og deltakere trengte å finne ut regelen for samsvar. Den funksjonelle MR-skanneren målt oksygenivåer i hjernen, som fungerte som en proxy for hjernens aktivitet.

Det var to stadier i denne oppgaven. Den første etappen var et oppkjøp der frivillige lærte å matche regelen gjennom prøving og feiling. Den andre fasen var et program der frivillige allerede hadde regnet ut regelen og brukte det nå.

Forskerne fant at under oppkjøpsfasen var det dorsale oppmerksomhetsnettverket mest aktivt. Dorsal oppmerksomhetsnettverket er knyttet til behandling av oppmerksomhetsskrevende opplysninger. I løpet av søknadsfasen, da deltakerne allerede kjente regelen og bare brukte det, var DMN mer aktiv.

Forskerne observert også at i applikasjonstrinnet, jo sterkere forholdet mellom aktivitet i DMN og hjernens områder involvert i minne som hippocampus, jo raskere deltok deltakerne i å svare på oppgaven. Dette funnet tyder på at i løpet av søknadsfasen, hjalp hjernen ned i minnet, og reagerte på oppgaven ved hjelp av en regel fra minnet.

Det ser ut til at DMN med sine mangfoldige forbindelser gjennom hele hjernen bidrar til å etablere et proaktivt rammeverk i hjernen. I etablerte sammenhenger og tider med våkne hvilesteder eller rutinemessige, gjør DMN minnebaserte spådommer og lar oss dermed fungere på autopilot. Men når DMN ikke er i stand til å forutsi fremtiden på en pålitelig måte, bytter autopilot til "manuell" modus og deler av hjernen vår som behandler oppmerksomhetskrevende informasjon, tar over.

Ifølge forskerne kunne dette rammeverket som ble etablert av DMN gi "et allment viktig stillas for å forklare ikke bare DMNs pågående aktivitet i stabile" hvilevilkår ", men også dets bidrag til sosiale interaksjoner (for eksempel teori om sinn, intuisjon, og stereotyping), en bevisst følelse av seg selv, kreativitet og en rekke andre kognitive domener som alle krever en stabil bruk av lært informasjon for å forutsi verden rundt oss. "

implikasjoner

Som DMNs rolle er implikasjonene av DMN-forskning gjort av Vatansever brede og kan hjelpe oss bedre å forstå forhold som traumatisk hjerneskade. Ved traumatisk hjerneskade gjør problemer med minne og impulsivitet vanskelig for sosial reintegrasjon. Videre kan disse funnene hjelpe oss bedre å forstå andre typer psykiske lidelser, inkludert avhengighet, depresjon og tvangssyndrom. Til slutt kan denne undersøkelsen bidra til å belyse mekanismene til anestetiske legemidler på hjernen.

Bunnlinjen

Helt siden oppdagelsen for nesten 20 år siden har DMN vært en velsignelse for vitenskapelige forskere og har hjulpet med å omforme måten vi tenker på hjernens funksjon. Med hvert år som går, lærer vi mer om dette mangesidede nettverket som spiller en integrert rolle i bevisstheten. Forskning som forklarer sin rolle i minnebasert autopilot, tar vår forståelse av DMN et skritt videre ved å forsterke at DMN ikke bare er bakgrunnsstøy og er en viktig kanal for informasjon.

På en endelig note har en bedre forståelse av DMN hjulpet med å kaste lys over den indre erfaringen av å være menneskelig. Vurder denne beskrivelsen av Callard og Margulies fra en artikkel med tittelen "Hva vi snakker om når vi snakker om standardmodusnettet":

DMN har vært bemerkelsesverdig produktiv i å bringe hittil marginaliserte felt og metoder innenfor kognitiv nevrovitenskaps omkrets - og gjennom slike innbrudd utløste nye linjer av konseptuell og metodologisk forespørsel. Emner som tankevandring, som tidligere var ansett i stor grad utover kognitiv psykologi, har dukket opp som oppvarmede forskningsområder. Neuropsykoanalytiske forskere har funnet DMN å være et rikt konsept for å fremme formuleringer om psykisk energi, psykodynamiske ideer om selvtillit i forhold til gjenstander og fantasi.