Навіть пасивний режим роботи мозку насправді активний.
Коли ми старанно щось робимо, наприклад, піднімаємо штангу в спортзалі або складаємо іспит, нейрони мозку посилюють свою електричну активність, стимулюючи області, необхідні для виконання поточного завдання. Але що відбувається, коли ми просто лежимо на дивані? Виявляється, наш мозок продовжує працювати.
Які області мозку активні у моменти бездіяльності
В останні два десятиліття вчені звернули свою увагу на так звану мережу пасивного режиму роботи мозку. Це сукупність, на перший погляд, не пов’язаних між собою областей мозку, які активізуються, коли ми майже нічого не робимо. Її відкриття дозволило більше дізнатися про те, як працює мозок, коли ми не маємо чітко позначених завдань. Крім того, фахівці зацікавилися тим, яку роль грають нейронні мережі в управлінні нашим внутрішнім досвідом.
Наприкінці XX століття нейробіологи почали використовувати нові методи, щоб отримувати точніші знімки мозку людей, які виконували завдання, перебуваючи в скануючих пристроях. Як і передбачалося, активність у певних областях у цей момент підвищувалася. Однак, на подив фахівців, активність в інших областях одночасно з цим знижувалася. Більше того, це послідовно відбувалося в одних і тих самих областях мозку при виконанні завдань різного роду. Начебто ці ділянки були включені, коли людина нічого не робила, а потім відключалася, як тільки вона концентрувалася на чомусь зовнішньому.
Коли їх вперше виявили, нейробіолог Маркус Райхл висловив припущення, що такі області відіграють важливу роль у стані спокою мозку. Тоді постало питання про те, яка активність мозку є базовою. Райхл провів експеримент, під час якого просив людей заплющити очі і дозволити думкам вільно блукати, поки він вимірятиме активність їхнього мозку.
З’ясувалося, що під час відпочинку, коли ми подумки звернені у свій внутрішній світ, області, що не відповідають за виконання завдань у зовнішньому світі, використовують більше енергії, ніж решта мозку. Райхл назвав це режимом роботи мозку за замовчуванням. Пізніше команда Стенфордського університету з’ясувала, що активність, не пов’язана із завданнями, характеризує цілу мережу взаємодіючих галузей мозку, які вони назвали мережею режиму за замовчуванням.
Які функції виконує мозок під час відпочинку
Хоча деякі фахівці вважали, що головною функцією мережі режиму за замовчуванням є створення досвіду блукання розуму або мрій, були й інші припущення. Наприклад про те, що мережа контролює потоки свідомості або викликає спогади про минулий досвід. А дисфункція мережі режиму за замовчуванням розглядалася як потенційна особливість майже кожного психіатричного чи неврологічного розладу, включаючи депресію, шизофренію та хворобу Альцгеймера.
Мережа режиму за замовчуванням стала однією з перших нейронних мереж, описаних наукою, і згодом первісне уявлення про неї лише ускладнювалося. Відомо, що вона складається з декількох областей мозку, розкиданих анатомічно по різних його частинах. Їх пов’язують із пам’яттю, відтворенням досвіду, прогнозуванням, обмірковуванням дій, інтеграцією інформації, винагородою та покаранням.
Крім мережі режиму за замовчуванням, нейробіологи визначили ще кілька окремих мереж, кожна з яких активує, здавалося б, різні сфери мозку. Причому вони не діють незалежно, а радше гармонують один з одним. Райхл порівняв це з симфонічним оркестром, про якого неможливо думати тільки як про скрипки або як про труби. Так само окремі частини нейронних мереж взаємодіють друг з одним, викликаючи ефект, який можуть зробити лише разом.
Ефекти мережі режиму за замовчуванням включають:
- блукання розуму;
- спогади про минулий досвід;
- думки про ментальний стан інших людей;
- передбачення майбутнього;
- обробку мовлення.
І хоча це може здатися набором не пов’язаних один з одним аспектів пізнання, вчені припустили, що всі ці функції можуть бути корисними для побудови внутрішньої розповіді. Тобто мережа режиму за умовчанням допомагає нам думати про те, хто ми є по відношенню до інших людей, згадувати минуле, а потім об’єднувати все це у зв’язкову розповідь про себе.
Як взаємодіють нейронні мережі мозку
Мережа режиму за замовчуванням, очевидно, є досить складною. Вона бере участь у багатьох процесах, які неможливо точно описати. Крім того, не можна сказати, що одна область або одна нейронна мережа мозку робить тільки щось одне. Подібно до того, як різні області мозку взаємодіють одна з одною, утворюючи мережі, різні мережі взаємодіють одна з одною значним чином. Мережі працюють разом, потім розпадаються, а згодом змінюють те, що роблять.
Наприклад, мережа режиму за замовчуванням взаємодіє з так званою мережею виявлення значущості, яка допомагає нам ідентифікувати найбільш релевантну інформацію на даний момент. Вчені вважають, що мережа виявлення значущості визначає, коли щось важливо звернути увагу, та був діє як вимикач для мережі режиму за замовчуванням.
Крім того, дослідники створили теорію потрійної мережі. Відповідно до неї, аномальна взаємодія між мережею режиму за замовчуванням, мережею виявлення значущості та центральною виконавчою мережею можуть сприяти розвитку психічних розладів, включаючи шизофренію, депресію, тривогу, деменцію та аутизм. Зазвичай активність мережі режиму за замовчуванням знижується, коли людина переключає увагу до зовнішній стимул, тоді як активність інших мереж зростає. Вчені припускають, що люди з психічними розладами чи порушеннями розвитку цей механізм може працювати по‑іншому.
При цьому повністю пояснити психічні захворювання лише особливостями взаємодій нейронних мереж навряд чи можливо. Але це є хорошою відправною точкою: вивчення відмінностей у роботі нейронних мереж у людей, які страждають на проблеми з ментальним здоров’ям, може допомогти виявити основні механізми та розробити методи лікування.
Поточне уявлення про мережу за замовчуванням також далеко не остаточне. Після того, як її виявили, нейробіологи почали думати не лише про те, за що відповідають окремі області мозку, а й про те, яке значення мають нейронні мережі. І це мотивує більше цінувати внутрішню роботу розуму, адже навіть коли ми мріємо чи відпочиваємо, наш мозок наполегливо працює, щоб це стало можливим.
