وقتی هیچ کاری انجام نمی‌دهیم مغز ما به چه کاری مشغول است؟

وقتی کاری انجام نمی‌دهید، شبکه حالت پیش‌فرض مغز فعال می‌شود

ریچل در آزمایشی از شرکت‌کنندگان خواست همان‌طور که در دستگاه اسکنر قرار دارند و فعالیت مغزشان اندازه‌گیری می‌شود، چشمان خود را ببندند و اجازه دهند ذهنشان سرگردان شود. او متوجه شد در زمان استراحت که ذهن سرگردان است، نواحی ضدوظیفه انرژی بیشتری نسبت به سایر مغز مصرف می‌کنند. ریچل در مقاله‌ای که سال ۲۰۰۱ منتشر شد، این فعالیت را «حالت پیش‌فرض عملکرد مغز» نامید.

دو سال بعد گروهی از پژوهشگران دانشکده پزشکی دانشگاه استنفورد پس از تولید داده‌هایی با وضوح بالاتر، متوجه شدند این فعالیت ضدوظیفه تعریف‌کننده شبکه‌ای منسجم از نواحی درحال تعامل مغز است که آن را شبکه حالت پیش‌فرض نامیدند.

کشف شبکه حالت پیش‌فرض، کنجکاوی دانشمندان علوم اعصاب را برانگیخت که مغز در نبود وظیفه متمرکز بر بیرون، به چه کاری مشغول است؟

اگرچه برخی از پژوهشگران براین باور بودند که کارکرد اصلی شبکه حالت پیش‌فرض ایجاد تجربه ما از سرگردانی ذهن یا خیال‌بافی در روز است، حدسیات فراوان دیگری نیز وجود داشت: شاید این شبکه جریان‌های آگاهی را کنترل یا خاطرات تجربه‌های گذشته را فعال می‌کرد. در همین حین، اختلال در شبکه حالت پیش‌فرض به‌عنوان ویژگی احتمالی تقریبا تمام اختلالات روانپزشکی و عصبی ازجمله افسردگی، اسکیزوفرنی و آلزایمر مطرح شد.

حالت پیش‌فرض یکی از اولین شبکه‌های مغزی بود که علم آن را توصیف کرد. این شبکه از تعداد انگشت‌شماری از نواحی مغز ازجمله تعدادی از مناطق جلوی مغز (مانند قشر پشتی و شکمی میانی پیش‌پیشانی) و چند منطقه پراکنده در کل مغز (مانند قشر سینگولیت خلفی، پرکونئوس و شکنج زاویه‌دار) تشکیل شده است. این مناطق با حافظه، تکرار تجربه در ذهن، پیش‌بینی، سنجش عمل، پاداش/تنبیه و یکپارچه‌سازی اطلاعات ارتباط دارند (قسمت‌های رنگی تصویر زیر برخی از نواحی بیرونی مغز را نشان می‌دهد که هنگام مشغولیت شبکه حالت پیش‌فرض فعال می‌شوند).

از زمان کشف شبکه حالت پیش‌فرض، دانشمندان علوم اعصاب تعداد انگشت‌شماری از شبکه‌های مجزای دیگر را شناسایی کرده‌اند که هریک مناطق به ظاهر متفاوتی از مغز را فعال می‌کنند. مناطق فعال به‌طور مستقل عمل نمی‌کنند، بلکه با یکدیگر هماهنگی دارند. ریچل گفت: «در شبکه مغز، نواحی انفرادی برای ایجاد اثراتی که فقط با هم می‌توانند تولید کنند، با هم تعامل دارند.»

مارکوس ریچل عصب‌شناس در سال ۲۰۰۱ شبکه‌ای از فعالیت مغز را شناسایی کرد که هنگام سرگردانی ذهن فعال می‌شود و آن را حالت پیش‌فرض عملکرد مغز نامید.

شبکه حالت پیش‌فرض پیچیده است و در فرایندهای بسیار مختلفی شرکت دارد که نمی‌توان به خوبی آن‌ها را توصیف کرد. لوسینا اودین، دانشمند علوم اعصاب از دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس می‌گوید: «احمقانه است که فکر کنیم این یک ناحیه از مغز است که فقط یک کار انجام می‌دهد.»

شبکه‌های مختلف مغز به روش‌های معناداری با هم تعامل دارند

اودین شروع به مطالعه شبکه حالت پیش‌فرض کرد، زیرا به موضوع شناختن خود علاقمند بود و به‌نظر می‌رسید بسیاری از وظایف شناختن خود مانند شناسایی چهره یا صدای خود به آن شبکه ارتباط دارند. او در سال‌های اخیر، توجه خود را به تعاملات میان شبکه‌های مغز معطوف کرده است. اودین می‌گوید همان‌طور که نواحی مختلف مغز با هم تعامل دارند تا شبکه‌ها را ایجاد کنند، شبکه‌های مختلف نیز به روش‌های معناداری با هم تعامل دارند. او به خصوص به نحوه تعامل شبکه حالت پیش‌فرض با شبکه برجسته مغز علاقه‌مند است. پژوهش‌های او نشان می‌دهد شبکه برجسته تشخیص می‌دهد چه زمانی توجه به چیزی مهم است و سپس به عنوان کلید خاموشی برای شبکه حالت پیش‌فرض عمل می‌کند.

پژوهشگران همچنین بررسی کرده‌اند که آیا اختلالات سلامت روان مانند افسردگی می‌تواند با مشکلات شبکه حالت پیش‌فرض ارتباط داشته باشد. تاکنون یافته‌ها نتیجه قطعی حاصل نکرده است. برای مثال، برخی از پژوهشگران دریافته‌اند در افراد مبتلا به افسردگی گره‌های شبکه اتصال بیش از حدی با هم دارند، درحالی‌که دیگران نتیجه برعکس را پیدا کرده‌اند و می‌گویند در این افراد گره‌ها به خوبی متصل نشده‌اند.

در برخی از مطالعات نشان داده شده است که در افراد مبتلا به افسردگی خود شبکه حالت پیش‌فرض غیرعادی نیست، بلکه تعامل آن با شبکه‌های دیگر غیرعادی است. این یافته‌ها ممکن است متناقض به‌نظر برسند، اما با نتایج اخیر همخوانی دارند که نشان می‌دهد افسردگی شاید مجموعه‌ای از اختلالات مختلف باشد که با علائم مشابهی ظاهر می‌شود.

در همین حال، منون نظریه شبکه سه‌گانه را مطرح کرده است. طبق این نظریه، تعاملات ناهنجار بین شبکه حالت پیش‌فرض، شبکه برجسته و شبکه سومی به نام شبکه فرونتو پاریتال (پیشانی-آهیانه‌ای) می‌تواند در ایجاد اختلالات سلامت روان ازقبیل اسکیزوفرنی، افسردگی، اضطراب، زوال عقل و اوتیسم نقش داشته باشد.

در حالت معمول، زمانی که فرد به محرک خارجی توجه می‌کند، فعالیت شبکه حالت پیش‌فرض کاهش پیدا می‌کند و همزمان فعالیت دو شبکه دیگر زیاد می‌شود. منون مشکوک است که آیا ممکن است تعامل بین شبکه‌ها در افراد مبتلا به اختلالات روانی یا رشد نسبت به حالت طبیعی متفاوت باشد یا خیر.

دینا بارچ که در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس نوروبیولوژی بیماری‌های روانی را بررسی می‌کند، مجذوب تئوری شبکه سه‌گانه است. او می‌گوید بررسی نحوه ارتباط بین شبکه‌ها در افراد مبتلا به اختلالات روانی می‌تواند به پژوهشگران کمک کند مکانیسم‌های پشت صحنه را پیدا کنند و دست به به ابداع درمان بزنند. اگرچه او فکر نمی‌کند تعاملات شبکه به تنهایی بتواند بیماری روانی را به طور کامل توضیح دهد.

درک فعلی ما از شبکه حالت پیش‌فرض مطمئنا نقطه پایانی آن نیست. از زمان کشف شبکه مذکور، دانشمندان چارچوب فکری خود را تغییر داده‌اند و فراتر از مسئولیت‌های بخش‌های انفرادی مغز، به اثرات تعاملات بین شبکه‌های مغز نیز پرداخته‌اند.

با توجه به یافته‌هایی که حاصل شده است، اکنون می‌دانیم حتی وقتی درحال رویاپردازی هستیم یا ذهنمان سرگردان است، مغزمان همچنان به شدت درحال فعالیت است.