Il DMN e la connettività funzionale
La risonanza magnetica funzionale (fMRI) ci permette di fare inferenze sull'attività cerebrale in persone viventi basate su immagini visivamente accattivanti. Per uno, ci ha permesso di fare alcuni importanti commenti sulle reti cerebrali naturali, inclusa la rete in modalità predefinita. Per comprendere tali reti, tuttavia, è necessario innanzitutto un background di connettività funzionale.
Che cos'è la connettività funzionale MRI?
Molti studi di risonanza magnetica sono fatti mentre il paziente sta facendo attivamente alcune attività. Ad esempio, se spingono un pulsante con la mano destra, è possibile che in seguito si accenda una parte dell'emisfero sinistro vicino alla corteccia motoria in quel momento.
Un altro approccio è quello di guardare al cervello mentre il ricercatore volontario non sta facendo nulla nello scanner - semplicemente steso lì. Questa tecnica è talvolta chiamata fMRI "a riposo".
Mentre siamo distesi lì, diverse aree del cervello hanno attività oscillatoria, ovvero onde di elettricità associate al segnale MRI. A volte, queste onde sono in sincronia tra loro, nel senso che colpiscono contemporaneamente gli alti e bassi della forma d'onda. È un po 'come se fossero membri diversi di un'orchestra che suona lo stesso brano mentre seguono lo stesso direttore. Due di queste aree sono collegate funzionalmente.
La connettività funzionale non deve essere misurata a riposo. Attività come prestare attenzione a qualcosa di importante possono cambiare i modelli di connettività funzionale attraverso il cervello.
La connettività funzionale non significa necessariamente che due aree del cervello siano collegate direttamente e fisicamente. Ad esempio, due diverse aree del cervello possono essere molto distanti tra loro, ma entrambe ricevono segnali da una regione cerebrale centrale come il talamo.
Questi possono ancora essere funzionalmente connessi se i loro segnali sono in sincronia.
Presentazione della rete in modalità predefinita
Nell'ultimo decennio circa, è stata prestata maggiore attenzione a questa connettività funzionale come mezzo per trovare reti nel cervello correlate a particolari attività, tra cui il semplice riposo. Una delle reti più importanti da discutere è la rete in modalità predefinita.
Il termine "modalità predefinita" è stato utilizzato per la prima volta dal Dr. Marcus Raichle nel 2001 per descrivere la funzione del cervello a riposo. Precedentemente era stato notato che un cervello "riposante" utilizza appena meno energia di un cervello che svolge un compito "attivo", suggerendo che forse il cervello non "riposa" tanto quanto cambia il tipo di attività in cui è attivamente impegnato.
La rete in modalità predefinita (DMN) prevede oscillazioni a bassa frequenza di circa una fluttuazione al secondo. La rete è più attiva quando il cervello è a riposo. Quando il cervello è diretto verso un'attività o un obiettivo, la rete predefinita si disattiva.
Potrebbe esserci, infatti, più di una rete in modalità predefinita, quella che abbiamo chiamato DMN potrebbe essere in realtà una raccolta di reti più piccole, ciascuna dedicata a qualcosa di diverso dall'altra. Ciononostante, alcune aree del cervello sono ora comunemente comprese come parte del DMN.
Quali parti del cervello sono nella DMN?
Le aree del cervello incluse nella rete di modalità predefinita includono il lobo temporale mediale, la corteccia prefrontale mediale e la corteccia cingolata posteriore, così come il precuno di ventrale e le parti della corteccia parietale. Tutte queste regioni sono state associate a qualche aspetto del pensiero interno. Ad esempio, il lobo temporale mediale è associato alla memoria . La corteccia prefrontale mediale è stata associata alla teoria della mente, la capacità di riconoscere agli altri pensieri e sentimenti simili ai propri. Si ritiene che il cingolato posteriore implichi l'integrazione di diversi tipi di pensieri interni.
I neuroni specchio sono stati anche posizionati per interagire con il DMN.
Cosa fa il DMN?
Poiché la rete in modalità predefinita è più attiva a riposo e a causa delle strutture coinvolte, alcune persone hanno ipotizzato che sia associata a pensieri introspettivi, incluse attività come il daydreaming o il recupero di ricordi. Altri hanno suggerito, tuttavia, che l'attività potrebbe essere semplicemente correlata a processi fisiologici non collegati ad alcuna particolare attività - anche a riposo - anche se questa opinione sembra essere in disgrazia.
Le modifiche alla rete in modalità predefinita sono state collegate a un ampio numero di diverse malattie, tra cui il morbo di Alzheimer, l'autismo, la schizofrenia, il disturbo bipolare, il disturbo da stress post-traumatico, la depressione e altro ancora. Le malattie possono causare troppa poca attività o troppo, e a volte i dati variano a seconda di quale si stia effettivamente verificando. Se questo riflette scarsa comprensione della malattia, la tecnica o entrambi è spesso incerta.
Una delle critiche che sono emerse riguardo alla DMN è che i cambiamenti al suo interno sembrano molto aspecifici: a che cosa serve una misurazione se in realtà non ti dice quale sia il problema? Altri hanno messo in discussione se la rete è anche un concetto praticabile, anche se la ricerca accumula l'attualità biologica della DMN diventa più difficile da mettere in discussione.
Sono state anche descritte altre reti, come quelle associate all'attenzione, alla visione e all'udito. Mentre i benefici medici di queste reti rimangono poco chiari, possono riflettere un cambiamento importante nel modo in cui pensiamo al cervello, e chi può dire dove tale pensiero ci porterà in futuro?
> Fonti:
> Buckner, RL; Andrews-Hanna, JR; Schacter, DL (2008). "The Brain's Default Network: Anatomy, Function, and Relevance to Disease". Annali dell'Accademia delle scienze di New York 1124 (1): 1-38.
> Fiera, DA; Cohen, AL; Dosenbach, NUF; Chiesa, JA; Miezin, FM; Barch, DM; Raichle, ME; Petersen, SE et al. (2008). "L'architettura in via di maturazione della rete predefinita del cervello". Atti della National Academy of Sciences 105 (10): 4028-32.
> Raichle, Marcus E .; Snyder, Abraham Z. (2007). "Una modalità predefinita della funzione cerebrale: una breve storia di un'idea in evoluzione". NeuroImage 37 (4): 1083-90.