Когда ваш ум блуждает, активируется сеть пассивного режима работы мозга. Ее открытие двадцать лет назад вдохновило целый ряд исследований, посвященных сетям разных участков мозга и их взаимодействию между собой.
Всякий раз, когда мы выполняем какую-то задачу, скажем, поднимаем тяжести в тренажерном зале или сдаем экзамен, части нашего мозга, необходимые для ее выполнения, переходят в "активный режим", при котором нейроны усиливают свою электрическую активность. Но работает ли наш мозг, когда мы просто дремлем на диване?
Как выяснили ученые, ответ – да. За последние два десятилетия им удалось обнаружить так называемую сеть пассивного режима работы мозга – совокупность, казалось бы, не связанных между собой участков мозга, которые активируются, когда мы не делаем ничего. Открытие этой сети позволило лучше разобраться в том, как функционирует мозг в отсутствие четко определенных задач, а также послужило стимулом для изучения роли мозговых сетей, а не только отдельных областей мозга, в управлении нашим сознанием.
В конце XX века нейробиологи стали пользоваться новыми сканерами, чтобы получать снимки мозга людей, выполняющих различные задания. Как и ожидалось, при выполнении того или иного действия активность в определенных областях мозга росла, и, что удивило ученых, одновременно с этим падала активность в других областях мозга. Исследователи были удивлены тем, что при выполнении разных заданий снижалась активность одних и тех же участков мозга.
Было похоже, что эти области находились в активном состоянии, когда человек ничем не занимался, а затем отключались, когда разуму нужно было сосредоточиться на решении внешних задач.
Исследователи назвали эти области "сетью пассивного режима работы мозга". Когда они были обнаружены впервые, Маркус Райхл, нейробиолог Медицинского факультета Университета Вашингтона в Сент-Луисе, заподозрил, что эти области играют важную роль для отдыха мозга. В связи с этим возник вопрос – что такое базовая активность мозга? В ходе эксперимента Райхл попросил участников закрыть глаза и просто позволить мыслям "блуждать" по сознанию, пока он сканировал их мозговую активность.
В 2001 году нейробиолог Маркус Райхл обнаружил сеть пассивного режима работы мозга.
Он выяснил, что во время отдыха, когда наши мысли направлены вглубь сознания, пассивные области потребляют больше энергии, чем весь остальной мозг. В своей работе 2001 года он окрестил эту активность "пассивным режимом работы мозга". Два года спустя команда Медицинского факультета Стэнфордского университета собрала данные с более высоким разрешением и обнаружила, что при пассивном режиме работы мозга задействуется целый ряд участков, которые получили название "сеть пассивного режима работы мозга".
Открытие этой сети заставило нейробиологов задуматься о том, что же происходит с мозгом в отсутствие какой-либо внешней задачи. Хотя некоторые исследователи считали, что основная функция сети – это позволить человеку "отключится от внешнего мира", было много других предположений. Ученые выдвигали идеи о том, что она может управлять потоками сознания или активировать воспоминания о прошлых событиях. В то же время дисфункция сети пассивного режима работы рассматривалась как возможная особенность едва ли не каждого психиатрического и нейробиологического расстройства, включая депрессию, шизофрению и болезнь Альцгеймера.
С тех пор благодаря огромному количеству новых исследований представление о пассивном режиме работы мозга удалось расширить. "За последние двадцать лет было очень интересно наблюдать за тем, как пассивный режим работы изучается с точки зрения различных задач и парадигм ", рассказывает Люсина Уддин, нейробиолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
Сеть пассивного режима работы мозга стала одной из первых сетей, которые удалось охарактеризовать науке. В ней участвует несколько областей мозга, в том числе несколько в передней части, например дорсальная и вентральная префронтальная кора, и другие, разбросанные по всему органу, например задняя поясная кора, прекунеус и угловая извилина. Эти области связаны с памятью, воспроизведением переживаний, прогнозированием, обдумыванием действий, поощрением, наказанием, а также с информационной интеграцией.
Цветные области на рисунке ниже указывают на участки мозга, активность которых повышается, когда задействована сеть пассивного режима работы.
С момента ее открытия нейробиологам удалось обнаружить еще несколько отдельных сетей, каждая из которых активирует, казалось бы, совершенно не связанные между собой области мозга. Они не действуют независимо друг от друга, а скорее гармонично сочетаются друг с другом. Подобно симфоническому оркестру, отдельные узлы мозговой сети взаимодействуют между собой, обеспечивая такие эффекты, которые они могут воспроизвести только вместе.
К таким эффектам относятся воспоминания о прошлых переживаниях, размышления о том, что чувствуют другие люди, представление событий в будущем и обработка языковой информации. Хотя это может показаться набором несвязанных между собой когнитивных аспектов, Винод Менон, директор Стэнфордской лаборатории когнитивной и системной нейронауки, предположил, что все эти функции могут быть важны для построения внутреннего нарратива. По его мнению, сеть пассивного режима помогает человеку задумываться о том, кто он есть по отношению к другим людям, вспоминать свой прошлый опыт, а затем формировать из этого представление о самом себе.
Пассивный режим участвует во множестве различных процессов, которые невозможно описать однозначно. Уддин начала исследовать сеть пассивного режима работы мозга, потому что интересовалась вопросами самопознания, а многие задачи, связанные с самопознанием, например распознавание собственного лица или голоса, как оказалось, связаны с этой сетью. В последние годы она переключила внимание на взаимодействие между мозговыми сетями.
Ее особенно интересует, как сеть пассивного режима взаимодействует с сетью определения значимости, которая помогает нам выявить наиболее значимый фрагмент информации в любой момент времени. Результаты исследования говорят о том, что сеть определения значимости распознает, когда на что-то важно обратить внимание, после чего она выступает в роли выключателя для сети пассивного режима.
Нейробиолог Люсина Уддин изучает, как взаимодействуют различные мозговые сети, включая сеть пассивного режима, между собой.
Исследователи также изучали вопрос о том, могут ли психические расстройства вроде депрессии быть связаны с проблемами в функционировании сети пассивного режима. Однако результаты этих исследований до сих пор неубедительны. Например, у одних людей с депрессией обнаружилась чрезмерная связь узлов сети между собой, а у других – наоборот, отсутствие связи между ними. В одних исследованиях при изолированной работе сети пассивного режима не наблюдается аномалий, но они возникают при взаимодействии этой сети с другими. Подобные выводы могут показаться противоречивыми, но они согласуются с результатами недавних экспериментов, которые показали, что депрессия может представлять собой кластер различных расстройств, проявляющихся схожими симптомами.
Тем временем Менон разработал так называемую теорию тройной сети. В соответствии с ней, аномальное взаимодействие между сетью пассивного режима, сетью определения значимости и третьей сетью, которая называется фронтопариетальной, может способствовать развитию психических расстройств, включая шизофрению, депрессию, тревогу, деменцию и аутизм. Как правило, активность сети пассивного режима снижается, когда человек обращает внимание на внешний раздражитель, одновременно с этим повышается активность двух других сетей. По мнению Менона, у людей с психиатрическими расстройствами или нарушениями развития этот механизм регулирования может работать иначе.
Дианна Барч, изучающая нейробиологию психических заболеваний в Университете Вашингтона в Сент-Луисе, заинтригована теорией тройных сетей. По ее словам, понимание различий в устройстве сетей у людей с психическими расстройствами может помочь исследователям найти скрытые механизмы и разработать методы лечения. Однако она не считает, что причины психических заболеваний можно полностью объяснить одним лишь взаимодействием сетей.
Нынешнее понимание сети пассивного режима далеко не полное. С момента открытия нейробиологи все больше склоняются к тому, что необходимо рассматривать не только функции отдельных участков мозга, но и влияние взаимодействий между мозговыми сетями. Благодаря этому многие люди смогли осознать всю важность внутренней деятельности мозга – даже когда мы мечтаем или находимся в состоянии покоя, наш мозг усердно работает над тем, чтобы это происходило.
