5.默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)DMN--認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)系列文


本文結(jié)構(gòu)


制作工具:幕布

1.概念(Concept):

默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)(Default Mode Network)凶掰,在神經(jīng)科學(xué)中身冀,默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)DMN)也是默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)默認(rèn)狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)放椰,是已知具有彼此高度相關(guān)的活動并且與大腦中的其他網(wǎng)絡(luò)不同的活動大腦區(qū)域的大規(guī)模腦網(wǎng)絡(luò)匈辱。

當(dāng)一個人不關(guān)注外部世界缔刹,大腦處于清醒的休息狀態(tài)時球涛,例如在做白日夢和思維游移的時候,默認(rèn)的模式網(wǎng)絡(luò)是最常見的校镐。但是亿扁,當(dāng)人們在思考別人,思考自己鸟廓,回憶過去从祝,規(guī)劃未來時,它也是活躍的引谜。當(dāng)一個人沒有參與任務(wù)時牍陌,網(wǎng)絡(luò)會“默認(rèn)”激活。雖然DMN最初被注意到在某些目標(biāo)導(dǎo)向任務(wù)中被停用员咽,有時被稱為任務(wù)負(fù)面網(wǎng)絡(luò)毒涧,但它可以在其他目標(biāo)導(dǎo)向型任務(wù)(例如社交工作記憶或自傳任務(wù))中起作用。已經(jīng)顯示DMN與注意網(wǎng)絡(luò)等大腦中的其他網(wǎng)絡(luò)呈負(fù)相關(guān)贝室。

有證據(jù)表明契讲,阿爾茨海默病自閉癥譜系障礙患者的DMN受到干擾。


Concept档玻,源:谷歌圖庫


默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)DMN

2.功能( References )

已知默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)涉及許多看似不同的功能:

(1)這是自我的神經(jīng)基礎(chǔ):

? ??自傳信息:收集關(guān)于自己的事件和事實(shí)的記憶

? ??自我引用:指自己的特質(zhì)和描述

? ??自我的情感:反映自己的情緒狀態(tài)

(2)思考別人:

? ??心理理論:思考他人的想法怀泊,他們可能會或可能不知道的

? ??其他的情緒了解別人的情緒,感受他們的感受

? ??道德推理:確定行為的公正和不公正的結(jié)果

? ??社會評價:關(guān)于社會概念的好壞態(tài)度判斷

? ??社會類別:反映一個群體的重要社會特征和地位

(3)記住過去和思考未來:

? ??回想過去:回顧過去發(fā)生的事件

? ??想象未來:展望未來可能發(fā)生的事件

? ??情節(jié)記憶:與特定事件相關(guān)的詳細(xì)記憶

? ??故事理解:理解和記憶敘事

默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)在被動休息和精神徘徊期間處于活動狀態(tài)误趴。心智游走通常包括思考別人霹琼,思考自我,回憶過去,展望未來枣申。腦電圖研究(其涉及將癲癇患者的大腦的表面上的電極)顯示的默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)成為第二的一小部分的順序內(nèi)被激活之后完成的參與者的任務(wù)售葡。

研究表明,當(dāng)人們看電影時忠藤,聽一個故事挟伙,或讀一個故事,他們的DMN是高度相關(guān)的模孩。如果故事是混亂的或者是一種人們不理解的語言尖阔,那么DMN就不相關(guān),這表明網(wǎng)絡(luò)高度參與了對故事的理解和隨后的記憶形成榨咐。如果同一個故事以不同的語言呈現(xiàn)給不同的人介却,DMN被證明甚至是相關(guān)的,進(jìn)一步表明DMN真正涉及故事的理解方面块茁,而不是聽覺或語言方面齿坷。

默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)在外部目標(biāo)導(dǎo)向的任務(wù)(例如視覺注意或認(rèn)知工作記憶任務(wù))期間顯示為停用,因此導(dǎo)致一些研究者將網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記為任務(wù)負(fù)面網(wǎng)絡(luò)数焊。然而永淌,當(dāng)任務(wù)是已知是DMN的角色,如社會工作存儲器或自傳任務(wù)外部面向目標(biāo)的任務(wù)的DMN正與任務(wù)激活佩耳,并與其它網(wǎng)絡(luò)如相關(guān)網(wǎng)絡(luò)涉及執(zhí)行功能遂蛀。

迄今未曾料到的可能性是,默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)由測試過程中固有的固定(患者仰臥在擔(dān)架上并通過狹窄的隧道插入到大塊金屬結(jié)構(gòu)中)激活蚕愤。這個過程創(chuàng)造了一種壓迫感答恶,而且毫不奇怪,最常見的副作用是幽閉恐懼癥萍诱。最近一篇將心理理論與固定相結(jié)合的文章提出了這種觀點(diǎn)。



功能磁共振成像掃描顯示默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域


默認(rèn)模式的網(wǎng)絡(luò)連接污呼。該圖顯示了默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)(黃色)的主要區(qū)域以及按結(jié)構(gòu)遍歷方向(xyz - > rgb)進(jìn)行顏色編碼的區(qū)域之間的連通性裕坊。

3.解剖學(xué)( Anatomy )

默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)是一個相互聯(lián)系的,解剖學(xué)定義的大腦區(qū)域集合燕酷。網(wǎng)絡(luò)可以分為hubs和subsections:

功能中心:關(guān)于自我的信息

后扣帶皮層(PCC)和楔前葉:將自下而上(不受控制的)注意力與記憶和知覺的信息相結(jié)合籍凝。PCC的腹部(下部)部分在涉及DMN的所有任務(wù)中激活,包括與自身相關(guān)的苗缩,與他人相關(guān)的饵蒂,回憶過去,思考未來酱讶,處理概念和空間導(dǎo)航的任務(wù)退盯。PCC的背部(上部)部分涉及不自主的意識和喚醒。楔前葉涉及視覺,感覺運(yùn)動和注意力信息渊迁。

內(nèi)側(cè)前額皮層(mPFC):關(guān)于自我處理的決定慰照,如個人信息,自傳記憶琉朽,未來的目標(biāo)和事件毒租,以及對于親密的親屬如家庭的決策。腹部(下部)涉及積極的情緒信息和內(nèi)在價值的獎勵箱叁。

角回:連接感知墅垮,注意力,空間認(rèn)知和行動耕漱,并幫助部分回憶的情節(jié)記憶

背內(nèi)側(cè)子系統(tǒng):思考別人

功能中心:PCC噩斟,mPFC角回

背內(nèi)側(cè)前額葉皮層(dmPFC):涉及社會導(dǎo)向思想,如確定或推斷他人行為的目的

Temporoparietal交界處(TPJ):反映在關(guān)于他人的信念孤个,也被稱為心理理論

側(cè)面顳葉皮層:檢索社會語義和概念知識

前顳極:抽象的概念性信息剃允,特別是自然界的社會性

內(nèi)部時間子系統(tǒng):?自傳記憶和未來的模擬

功能中心:PCCmPFC角回

海馬(HF +):形成新的記憶齐鲤,記憶過去和想象未來

Parahippocampus(PHC):空間和場景識別和模擬

大腦皮層(RSC):空間導(dǎo)航

后下頂葉(pIPL):聽覺斥废,視覺和軀體感覺信息和注意力的結(jié)合

默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)通常是通過將種子放入后扣帶皮層并檢查哪個其他大腦區(qū)域與該區(qū)域最相關(guān)的靜息狀態(tài)數(shù)據(jù)來定義的。所述的DMN也可以通過在相比于其余外部導(dǎo)向的任務(wù)去激活的區(qū)域來定義给郊。

已經(jīng)顯示牡肉,默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)在其結(jié)構(gòu)和功能連接性方面表現(xiàn)出最高的重疊,這表明可以以這種方式建立大腦的結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)淆九,使得這個特定的網(wǎng)絡(luò)默認(rèn)被激活统锤。在嬰幼兒大腦中,缺省網(wǎng)絡(luò)的證據(jù)有限炭庙,但在9-12歲兒童中饲窿,缺省網(wǎng)絡(luò)連通性更加一致,這表明缺省網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了發(fā)展變化焕蹄。

猴子中的功能連接分析顯示了類似于人類所見的默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)逾雄。?PCC也是猴子的重要樞紐;?然而,mPFC較小腻脏,與其他大腦區(qū)域的連接較差鸦泳,這主要是因?yàn)槿祟惖膍PFC更大,更發(fā)達(dá)永品。

彌散MRI成像顯示連接DMN不同區(qū)域的白質(zhì)束做鹰。擴(kuò)散磁共振成像發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)連接和來自靜息狀態(tài)fMRI的功能相關(guān)性在DMN區(qū)域內(nèi)顯示出最高水平的重疊和一致性。這提供了證據(jù)表明鼎姐,DMN區(qū)域的神經(jīng)元通過大片軸突相互連接钾麸,這導(dǎo)致這些區(qū)域的活動相互關(guān)聯(lián)更振。



腦網(wǎng)絡(luò)之間相關(guān)性動態(tài)發(fā)展的圖表。(A)在兒童方面喂走,地區(qū)大部分是地方性的殃饿,按其地理位置組織;?前部區(qū)域以淺藍(lán)色突出顯示。(B)在成年人中芋肠,網(wǎng)絡(luò)盡管有物理距離乎芳,卻變得高度相關(guān);?默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)以淺紅色突出顯示。

4.病理生理學(xué)( Pathophysiology )

已經(jīng)假設(shè)默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)與包括阿爾茨海默氏癥帖池,自閉癥奈惑,精神分裂癥抑郁癥睡汹,慢性疼痛的疾病有關(guān)肴甸。

患有阿爾茨海默病的人在默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域內(nèi)顯示出葡萄糖(能量使用)的減少。這些減少開始輕度患者輕微減少囚巴,并繼續(xù)大幅度減少重癥患者原在。令人驚訝的是,甚至在個體出現(xiàn)阿爾茨海默病的跡象之前彤叉,DMN的中斷就開始了庶柿。β淀粉樣蛋白被認(rèn)為是導(dǎo)致阿爾茨海默氏病,表明該蛋白的積累是DMN內(nèi)秽浇。這促使Randy Buckner及其同事提出DMN持續(xù)活化的高代謝率會導(dǎo)致更多的淀粉樣蛋白在這些DMN區(qū)域積累浮庐。這些β淀粉樣蛋白破壞了DMN,并且由于DMN大量參與記憶的形成和恢復(fù)柬焕,這種破壞導(dǎo)致阿爾茨海默病的癥狀审残。

DMN被認(rèn)為在自閉癥譜系障礙患者中被打亂。這些人在社會交往和溝通方面受到損害斑举,這是這個網(wǎng)絡(luò)的中心任務(wù)搅轿。研究表明DMN與自閉癥患者之間的聯(lián)系更為密切,特別是mPFC(涉及自我與他人的思考)與PCC(DMN的核心)之間的聯(lián)系懂昂。自閉癥越嚴(yán)重介时,這些地區(qū)之間的聯(lián)系就越少。目前還不清楚這是自閉癥的原因還是結(jié)果凌彬。

在經(jīng)歷了長期創(chuàng)傷的人們(例如童年虐待或忽視)中,在整個默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)了大腦區(qū)域之間的低連通性循衰,并且與不正常的附著模式有關(guān)铲敛。在經(jīng)歷創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙的人中,與對照相比会钝,在扣帶回后部發(fā)現(xiàn)較低的激活伐蒋。默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的高度連接性與抑郁癥的反芻和慢性疼痛有關(guān)工三。如果默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)被改變,這可以改變一個感知的事件和他們的社會和道德推理的方式先鱼。因此俭正,使一個人更容易出現(xiàn)嚴(yán)重的抑郁癥狀。

5.調(diào)制(Modulation)

默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)(DMN)可以通過以下干預(yù)和過程進(jìn)行調(diào)制

針灸?- 去除邊緣腦區(qū)和DMN焙畔。有文獻(xiàn)已經(jīng)提出掸读,這是由于疼痛反應(yīng)。

冥想?-在冥想練習(xí)者中發(fā)現(xiàn)了DMN區(qū)域的結(jié)構(gòu)變化宏多,如顳頂連接處儿惫,后扣帶回皮層楔前葉。有降低活化和降低的長期從業(yè)DMN的功能連接伸但。各種形式的非指導(dǎo)冥想肾请,包括先驗(yàn)冥想ACEM冥想,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)更胖,以激活DMN铛铁。

睡覺和休息覺醒

? ??靜息覺醒?- DMN節(jié)點(diǎn)之間的功能連通性強(qiáng)。

? ??睡眠開始?- DMN和任務(wù)正向網(wǎng)絡(luò)之間的連接性降低却妨。

? ??NREM睡眠階段N2?-?后扣帶皮層內(nèi)側(cè)前額葉皮層之間的連接性降低饵逐。

? ??NREM睡眠階段N3?- PCC和MPFC之間的連通性進(jìn)一步降低。

? ??REM睡眠?- 可能增加DMN節(jié)點(diǎn)之間的連接管呵。

睡眠剝奪?-睡眠狀態(tài)下DMN節(jié)點(diǎn)之間的功能連接通常很強(qiáng)梳毙,但睡眠剝奪導(dǎo)致DMN內(nèi)的連接性下降。最近的研究表明在DMN和任務(wù)積極網(wǎng)絡(luò)睡眠不足的結(jié)果之間的連通性的下降捐下。

迷幻藥物?-血流量減少到?PCC內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)的管理下觀察裸蓋菇堿账锹。這兩個區(qū)域被認(rèn)為是DMN的主要節(jié)點(diǎn)。在LSD的影響一項(xiàng)研究表明坷襟,該藥物的解同步DMN內(nèi)腦活動;?構(gòu)成DMN的大腦區(qū)域的活動變得不那么相關(guān)奸柬。


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