شبکه حالت پیش‌فرض

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو
شبکهٔ حالت پیش‌فرض

Default mode network-WRNMMC.jpg

مناطق شبکهٔ حالت پیش‌فرض که توسط fMRI نشان داده شده‌است
ارتباطات شبکهٔ حالت پیش فرض. این تصویر قسمت‌های اصلی شبکهٔ حالت پیش فرض را به رنگ زرد نشان می‌دهد و ارتباطات بین نواحی مختلف با توجه به مسیر ساختاری آن رنگ آمیزی شده‌اند. (xyz -> rgb).[۱][۲]

در علوم اعصاب، شبکهٔ حالت پیش‌فرض (به انگلیسی: Default mode network) یا (DMN) یا شبکهٔ پیش‌فرض، یک شبکهٔ مغزی در مقیاس بزرگ است که مناطقی را شامل می‌شود که فعالیتشان به شدت هم‌بسته‌است و در عین‌حال از دیگر شبکه‌های مغزی جدا هستند

شبکهٔ حالت پیش فرض بیش‌تر در شرایطی که شخص متمرکز جهان بیرونی نباشد و در زمانی که درحین بیداری در حالت استراحت باشد مشاهده شده‌است. مثلاً هنگامی که شخص غرقه در افکار خود است. اما افزون براین در شرایطی که شخص به به دیگران فکر می‌کند، به خود فکر می‌کند، گذشته را در ذهن تداعی می‌کند یا برای آینده برنامه‌ریزی می‌کند نیز ایشن شبکه فعال است.[۳] این شبکه به‌طور «پیش‌فرض» در هنگامی که فرد مشغول کاری نباشد فعال می‌شود. با این‌که شبکهٔ حالت پیش‌فرض در ابتدا به عنوان شبکه‌ای که با انجام کار هدفمند غیرفعال می‌شود معرفی شد و اتفاقاً به همین دلیل نیز آن را شبکهٔ ضدّ کار (به انگلیسی: task negative) نامیده‌اند،[۴] این شبکه می‌تواند درحین برخی کارهای هدفمند، مانند حافظهٔ کاری اجتماعی، یا فعالیت‌های خودزندگی‌نامه‌ای فعال باشد.[۵] DMN به صورت معکوس با فعالیت سایر شبکه‌های مغز مانند شبکهٔ توجه، همبستگی دارد.

شواهدی مبنی بر اختلال در عملکرد این شبکه در افراد مبتلا به آلزایمر و اوتیسم وجود دارد.

کارکرد[ویرایش]

تصور می‌شود شبکه به حالت پیش فرض در کارکردهای به ظاهر متفاوت بسیاری دخیل است:این شبکه بنیان عصبی مرجع ضمیر خود است:

  • اطلاعات خودزندگینامه ای: خاطرات مجموعه ای از وقایع و حقایق در مورد خود
  • خود مرجع: اشاره به صفات و توصیفات خود دارد
  • احساسات شخصی: تأمل در مورد حالت احساسی شخص

فکر کردن در مورد دیگران:

  • نظریه ذهن: تفکر در مورد افکار دیگران و آنچه ممکن است بدانند یا ندانند
  • احساسات دیگری: درک احساسات افراد دیگر و همدردی با احساسات آن‌ها
  • استدلال اخلاقی: تعیین حق و ناحق در نتیجه یک عمل
  • ارزیابی اجتماعی: قضاوت خوب-بد در مورد مفاهیم اجتماعی
  • دسته‌بندی‌های اجتماعی: تأمل در ویژگی‌های مهم اجتماعی و وضعیت یک گروه

گذشته را به یادداشتن و فکر کردن در مورد آینده:

  • گذشته را به یاد داشتن: یادآوری اتفاقاتی که در گذشته اتفاق افتاده‌است
  • تصور آینده: تجسم حوادثی که ممکن است در آینده اتفاق بیفتد
  • حافظه اپیزودیک: حافظه ای پر از جزئیات مربوط به حوادث خاصی در زمان
  • درک داستان: درک و به خاطر سپردن یک روایت

شبکهٔ حالت پیش فرض در طول استراحت منفعل و سرگردانی ذهن فعال است. سرگردانی ذهن (به انگلیسی: mind-wandering)معمولا شامل فکر کردن در مورد دیگران، فکر کردن در مورد خود، گذشته را به یاد آوردن و تجسم آینده است. مطالعات Electrocorticography (که شامل قرار دادن الکترودها در سطح پوست سر فرد است) نشان داده‌اند که شبکهٔ حالت پیش فرض در کسری از ثانیه پس از پایان کار فرد فعال می‌شود.[۶]

مطالعات نشان داده‌اند که هنگامی که افراد در حال تماشای یک فیلم[۷] گوش دادن به یک داستان[۸] یا خواندن یک داستان[۹] هستند، DMNهایشان بسیار با یکدیگر همبسته است. چنانچه داستان درهم و برهم باشد، یا به زبانی که فرد نمی‌داند نوشته شده باشد DMNها همبسته نخواهند بود که بیانگر آن است که این شبکه به شدت در درک و شکل‌گیری حافظه از آن داستان دخیل است. حتی مشاهده شده چنانچه یک داستان به زبان‌های مختلف برای افرادی با همان زبان‌ها روایت شود بازهم DMN آن‌ها باهم همبسته خواهد بود.[۱۰]

نشان داده شده‌است که شبکهٔ حالت پیش فرض به هنگام انجام فعالیت‌های هدفمند خارجی به مانند توجه دیداری یا حافظهٔ کاری شناختی غیرفعال می‌شود. چنین است که برخی پژوهشگران آن را وظیفه-منفی یا ضدّ وظیفه می‌نامند.

پاتوفیزیولوژی[ویرایش]

تصور می‌شود شبکهٔ حالت پیش فرض به برخی اختلالات از جمله بیماری آلزایمر، اوتیسم، اسکیزوفرنی، افسردگی، درد مزمن یا اختلال استرسی پس از آسیب روانی مرتبط باشد.[۱۱][۱۲]

افراد مبتلا به بیماری آلزایمر کاهش قند خون (مصرف انرژی) در مناطقی از DMN را نشان می‌دهند. این کاهش در ابتدا به صورت جزئی درموارد بیماری خفیف بروز می‌کند و در ادامه در موارد بیماری به شدت کاهش میابد. با کمال تعجب اختلال در DMN پیش از آن که بیمار علایم آلزایمر را از خود بروز دهد شروع شده‌است. نقشهٔ آمیلوئید- بتا، که تصور می‌شود عامل بیماری آلزایمر است، تشکیل پروتیین در DMN را نشان می‌دهد. این پروتئین‌های آمیلوئید-بتا DMN را مختل کرده و چون DMN به شدت در شکل‌گیری حافظه و بازیابی اطلاعات دخیل است، این اختلال منجر به بروز علائم و نشانه‌های آلزایمر می‌شود.

تصور می‌شود در افراد مبتلا به اختلال طیف اوتیسم DMN مختل می‌شود.[۱۳] این افراد در تعامل اجتماعی و ارتباط با دیگران، که از وظایف اصلی این شبکه است دچار مشکل می‌شوند. مطالعات نشانگر ارتباطاتی به مراتب بدتر در بخش‌هایی از DMN در بیماران مبتلا به اوتیسم، به ویژه در بین mPFC (که در تفکر دربارهٔ خود و دیگران دخیل است) هستند.[۱۴][۱۵] هرقدر اوتیسم شدید تر باشد ارتباط این نواحی کم‌تر خواهد بود. هنوز روشن نیست که آیا این دلیل ابتلا به اوتیسم است یا نتیجهٔ آن.

در بین افرادی که آسیب روحی طولانی مدتی، مانند سوءاستفاده یا بی‌توجهی در دورانی کودکی، ارتباطات کم تری بین نواحی مشاهده می‌شود. در میان افرادی که دچار اختلال استرس پس از آسیب روانی فعالیت کم تری در شکنج سینگولیت خلفی نسبت به گروه کنترل وجود داشته و DMN مشخص شده‌است.[۱۲][۱۶] فعالیت بیش از معمول DMN را به اندیشناکی در افسردگی[۱۷] و درد مزمن ارتباط داده‌اند.[۱۸] اگر شبکهٔ حالت پیش فرض در فردی تغییر کند، چگونگی درک وی از اتفاقات و استدلال‌های اجتماعی و اخلاقی او تغییر می‌کند و بدین ترتیب فرد بیش تر مستعد ابتلا به افسردگی حاد خواهد بود.[۱۹]

نقد[ویرایش]

برخی استدلال کرده‌اند که نواحی DMN تنها به این خاطر با هم نمود می‌یابند که رگ‌ها و شریان‌های بزرگی در مغز در نزدیکی این نواحی هستند؛ نه به این خاطر که این نواحی واقعاً از منظر کارکردی به هم متصل هستند. شاهد این مدعا مطالعاتی هستند که نشان داده‌اند تغییر در تنفس میزان اکسیژن خون را تغییر می‌دهد و در مقابل بیش از همه DMN از آن متأثر می‌شود. اما این مطالعات توضیح نمی‌دهد که چرا DMN را می‌توان با استفاده از PET و از طریق اندازه‌گیری متابولیسم گلوکز که مستقل از کوپل شدن عروق است یا در مطالعات electrocorticography[۲۰] که فعالیت الکتریکی بر روی سطح مغز را اندازه‌گیری می‌کند، شناسایی کرد.

ایدهٔ " شبکهٔ پیش فرض " مورد پذیرش همگان نیست[۲۱] در سال ۲۰۰۷ مفهوم شبکهٔ حالت پیش فرض مورد انتقاد قرار گرفته بود که برای فهم عملکرد مغز مفید فایده نیست. این ادعا بر این اساس فرضیهٔ ساده‌تری مطرح شد که بیان می‌کند یک مغز در حالت استراحت پردازش‌های بیش تری نسبت به مغزی که فرمان مشخصی را دنبال می‌کند، انجام می‌دهد و فعالیت‌های ذاتی مغز در حالت استراحت اهمیت خاصی ندارد.[۲۲]

منابع[ویرایش]

  1. Horn, Andreas; Ostwald, Dirk; Reisert, Marco; Blankenburg, Felix (2013). "The structural-functional connectome and the default mode network of the human brain". NeuroImage. 102: 142–151. doi:10.1016/j.neuroimage.2013.09.069. PMID 24099851.
  2. Garrity, A.; Pearlson, G. D.; McKiernan, K.; Lloyd, D.; Kiehl, K. A.; Calhoun, V. D. (2007). "Aberrant default mode functional connectivity in schizophrenia". Am. J. Psychiatry. 164: 450–457. doi:10.1176/ajp.2007.164.3.450.
  3. Lieberman, Matthew (2 September 2016). Social. Broadway Books. p. 19. ISBN 978-0-307-88910-2.
  4. Fox, Michael D.; Snyder, Abraham Z.; Vincent, Justin L.; Corbetta, Maurizio; Van Essen, David C.; Raichle, Marcus E. (2005-07-05). "The human brain is intrinsically organized into dynamic, anticorrelated functional networks". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102 (27): 9673–9678. doi:10.1073/pnas.0504136102. ISSN 0027-8424. PMC 1157105. PMID 15976020.
  5. Spreng, R. Nathan (2012-01-01). "The fallacy of a "task-negative" network". Frontiers in Psychology. 3: 145. doi:10.3389/fpsyg.2012.00145. ISSN 1664-1078. PMC 3349953. PMID 22593750.
  6. Dastjerdi, Mohammad; Foster, Brett L.; Nasrullah, Sharmin; Rauschecker, Andreas M.; Dougherty, Robert F.; Townsend, Jennifer D.; Chang, Catie; Greicius, Michael D.; Menon, Vinod (2011-02-15). "Differential electrophysiological response during rest, self-referential, and non-self-referential tasks in human posteromedial cortex". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (7): 3023–3028. doi:10.1073/pnas.1017098108. ISSN 1091-6490. PMC 3041085. PMID 21282630.
  7. Hasson, Uri; Furman, Orit; Clark, Dav; Dudai, Yadin; Davachi, Lila (2008-02-07). "Enhanced intersubject correlations during movie viewing correlate with successful episodic encoding". Neuron. 57 (3): 452–462. doi:10.1016/j.neuron.2007.12.009. ISSN 0896-6273. PMC 2789242. PMID 18255037.
  8. Lerner, Yulia; Honey, Christopher J.; Silbert, Lauren J.; Hasson, Uri (2011-02-23). "Topographic mapping of a hierarchy of temporal receptive windows using a narrated story". The Journal of Neuroscience. 31 (8): 2906–2915. doi:10.1523/JNEUROSCI.3684-10.2011. ISSN 1529-2401. PMC 3089381. PMID 21414912.
  9. Regev, Mor; Honey, Christopher J.; Simony, Erez; Hasson, Uri (2013-10-02). "Selective and invariant neural responses to spoken and written narratives". The Journal of Neuroscience. 33 (40): 15978–15988. doi:10.1523/JNEUROSCI.1580-13.2013. ISSN 1529-2401. PMC 3787506. PMID 24089502.
  10. Honey, Christopher J.; Thompson, Christopher R.; Lerner, Yulia; Hasson, Uri (2012-10-31). "Not lost in translation: neural responses shared across languages". The Journal of Neuroscience. 32 (44): 15277–15283. doi:10.1523/JNEUROSCI.1800-12.2012. ISSN 1529-2401. PMC 3525075. PMID 23115166.
  11. Buckner, R. L.; Andrews-Hanna, J. R.; Schacter, D. L. (2008). "The Brain's Default Network: Anatomy, Function, and Relevance to Disease". Annals of the New York Academy of Sciences. 1124 (1): 1–38. doi:10.1196/annals.1440.011. PMID 18400922.
  12. ۱۲٫۰ ۱۲٫۱ Akiki, Teddy J.; Averill, Christopher L.; Wrocklage, Kristen M.; Scott, J. Cobb; Averill, Lynnette A.; Schweinsburg, Brian; Alexander-Bloch, Aaron; Martini, Brenda; Southwick, Steven M.; Krystal, John H.; Abdallah, Chadi G. (2018). "Default mode network abnormalities in posttraumatic stress disorder: A novel network-restricted topology approach". NeuroImage. 176: 489–498. doi:10.1016/j.neuroimage.2018.05.005. ISSN 1053-8119. خطای یادکرد: برچسب <ref> نامعتبر؛ نام «Akiki2018» چندین بار با محتوای متفاوت تعریف شده‌است. (صفحهٔ راهنما را مطالعه کنید.).
  13. Vigneshwaran S, Mahanand B. S. , Suresh S, Sundararajan N. Identifying differences in brain activities and an accurate detection of autism spectrum disorder using resting state functional-magnetic resonance imaging: A spatial filtering approach. Medical image analysis. 2017;35:375–389. doi:10.1016/j.media.2016.08.003.
  14. Washington, Stuart D.; Gordon, Evan M.; Brar, Jasmit; Warburton, Samantha; Sawyer, Alice T.; Wolfe, Amanda; Mease-Ference, Erin R.; Girton, Laura; Hailu, Ayichew (2014-04-01). "Dysmaturation of the default mode network in autism". Human Brain Mapping. 35 (4): 1284–1296. doi:10.1002/hbm.22252. ISSN 1097-0193. PMC 3651798. PMID 23334984.
  15. Yerys, Benjamin E.; Gordon, Evan M.; Abrams, Danielle N.; Satterthwaite, Theodore D.; Weinblatt, Rachel; Jankowski, Kathryn F.; Strang, John; Kenworthy, Lauren; Gaillard, William D. (2015-01-01). "Default mode network segregation and social deficits in autism spectrum disorder: Evidence from non-medicated children". NeuroImage: Clinical. 9: 223–232. doi:10.1016/j.nicl.2015.07.018. PMC 4573091. PMID 26484047.
  16. Dr. Ruth Lanius, Brain Mapping conference, London, November 2010
  17. Zhu, X; Wang, X; Xiao, J; Liao, J; Zhong, M; Wang, W; Yao, S (2012). "Evidence of a dissociation pattern in resting-state default mode network connectivity in first-episode, treatment-naive major depression patients". Biological Psychiatry. 71 (7): 611–7. doi:10.1016/j.biopsych.2011.10.035. PMID 22177602.
  18. Kucyi, A; Moayedi, M; Weissman-Fogel, I; Goldberg, M. B.; Freeman, B. V.; Tenenbaum, H. C.; Davis, K. D. (2014). "Enhanced medial prefrontal-default mode network functional connectivity in chronic pain and its association with pain rumination". Journal of Neuroscience. 34 (11): 3969–75. doi:10.1523/JNEUROSCI.5055-13.2014. PMID 24623774.
  19. Sambataro, Fabio; Wolf, Nadine; Giusti, Pietro; Vasic, Nenad; Wolf, Robert (October 2013). "Default mode network in depression: A pathway to impaired affective cognition?" (PDF). Clinical Neuralpyschiatry. 10: 212-216. Archived from the original (PDF) on 29 August 2017. Retrieved 28 September 2017.
  20. Foster, Brett L.; Parvizi, Josef (2012-03-01). "Resting oscillations and cross-frequency coupling in the human posteromedial cortex". NeuroImage. 60 (1): 384–391. doi:10.1016/j.neuroimage.2011.12.019. ISSN 1095-9572. PMC 3596417. PMID 22227048.
  21. Fair, D. A.; Cohen, A. L.; Dosenbach, N. U. F.; Church, J. A.; Miezin, F. M.; Barch, D. M.; Raichle, M. E.; Petersen, S. E.; Schlaggar, B. L. (2008). "The maturing architecture of the brain's default network". Proceedings of the National Academy of Sciences. 105 (10): 4028–32. doi:10.1073/pnas.0800376105. PMC 2268790. PMID 18322013.
  22. Morcom, Alexa M.; Fletcher, Paul C. (2007). "Does the brain have a baseline? Why we should be resisting a rest" (PDF). NeuroImage. 37 (4): 1073–1082. doi:10.1016/j.neuroimage.2006.09.013.