Сеть пассивного режима работы мозга

Наверняка у вас были случаи, когда оригинальные мысли и свежие решения приходили, пока вы занимались чем-то отвлеченным, не требующим активного мыслительного напряжения: например, принимали душ или сидели в туалете и абсолютно неожиданно отличные идеи приходили сами по себе.

Множество хороших идей пришло в похожих ситуациях:

• Например, Джоан Роулинг, по её собственным воспоминаниям, придумала Гарри Поттера, когда в 1990 году застряла в поезде Манчестер–Лондон (рейс был отложен на несколько часов). Ей было скучно, и ум беспрепятственно «бродил». Именно тогда она вообразила целый мир школы магии и прототипы героев.

• Гитарист The Rolling Stones рассказывал, что однажды глубокой ночью проснулся от неожиданной мелодии в голове, схватил гитару и портативный магнитофон, чтобы записать её. Утром он нашёл на плёнке 2 минуты риффа и последующие 40 минут — звук собственного храпа. Это был рифф песни «(I Can't Get No) Satisfaction».

• Альберт Эйнштейн обожал долгие прогулки и «сонное» раздумье на природе, где позволял мыслям свободно течь. Так родились многие его мысленные эксперименты — например, представление о том, что будет, если «ехать верхом на луче света» (что в итоге привело к специальной теории относительности).

Все эти истории объединяет одно: в момент появления "озарения" люди, по сути, находились в состоянии расслабленного ума и ухода в свой внутренний мир.

Может показаться, что это магия или религиозное откровение но, учёные уже давно изучают феномен "душевых" инсайтов — и у них даже есть название: Default Mode Network или DMN, так называемая «Сеть пассивного режима работы мозга (СПРРМ)» — это такая область мозга, которая активно работает, когда мы ни на чем конкретно не сосредоточены — мечтаем, блуждаем в мыслях, «плюем в потолок» лежа на диване.

Сеть пассивного режима работы мозга( СПРРМ, также нейронная сеть оперативного покоя, — нервная сеть взаимодействующих участков головного мозга, активная в состоянии, когда человек не занят выполнением какой-либо задачи, связанной с внешним миром, а, напротив, бездействует, отдыхает, грезит наяву или погружён в себя. 

Эта нервная сеть активно изучается в числе так называемых сетей состояния покоя.

Сеть была открыта в начале 2000-х годов группой нейрофизиологов под руководством американского профессора Маркуса Райхлa.

. В состав сети включаются несколько анатомически разнесённых, но функционально связанных между собой областей головного мозга: вентромедиальная префронтальная кора[, дорсомедиальная префронтальная кора, латеральная теменная кора и кора задней части поясной извилины вместе с прилежащими частями предклинья. Часто в состав СПРРМ также включают энторинальную кору.

Исследования показывают, что приблизительно полдня люди проводят в мысленных мини-путешествиях, не думая о текущих задачах.

К 2019 году терминология в области изучения режима пассивной работы мозга только формируется. 

В книге Ш. Пиллэй для обозначения такого состояния мозга использованы термины «расфокусированное сознание», «расфокус» (рассредоточенность), а для состояния целенаправленного решения задач — «сосредоточенность».

Функции

По состоянию на 2015 год функции СПРРМ, несмотря на активные исследования, известны не полностью. Существует два подхода к выявлению этих функций, которые можно условно назвать структурным и системным. Структурный подход связан с анализом функций структур и участков мозга, составляющих анатомическую основу сети, системный подход — с анализом собственной активности мозга как совокупности взаимодействующих нейронных систем.

Структурный подход

Вентромедиальная префронтальная кора — это область, которая связывает орбитофронтальную кору и такие структуры, как гипоталамус, миндалевидное тело и центральное серое вещество среднего мозга.

 В силу этих анатомических связей она играет важную роль в пересылке сенсорной информации о внешнем мире и теле в структуры, отвечающие за висцеральные и моторные реакции. 

Разрушение вентромедиальной префронтальной коры у пациентов (например, как в классическом случае Финеаса Гейджа) приводит к серьёзным изменениям в психике и личности человека

 Методами нейровизуализации установлено, что в тревожных эмоциональных состояниях активность СПРРМ возрастает. 

По мнению Маркуса Райхла, активность компонента СПРРМ, связанного с вентромедиальной префронтальной корой, указывает на динамическое равновесие между направленным вниманием и общим эмоциональным фоном человека, которое возникает в так называемом «базовом» (то есть бездеятельном и спокойном) состоянии..

Дорсомедиальная префронтальная кора анатомически прилегает непосредственно к вентромедиальной префронтальной коре, но её активность связана с другим аспектом «базового» состояния, а именно с погружённостью в мысли, соотнесённые с самим человеком.

 В экспериментах испытуемым предъявлялись эмоционально значимые изображения, и им необходимо было отмечать, вызывают ли эти картинки приятные или неприятные ощущения.

 При этом возрастала активность компонента СПРРМ, связанного с дорсомедиальной префронтальной корой, и уменьшалась активность в вентромедиальной префронтальной коре, в согласии с тем, что эмоциональная составляющая снижается по мере того, как задача требует большего внимания.

Кора задней части поясной извилины и медиальная часть предклинья — это компоненты СПРРМ, которые тесно связаны с гиппокамповой формацией. Они связаны с памятью и воспоминаниями, которые могут всплывать непроизвольно в «базовом» состоянии или намеренно вызываться человеком.

Таким образом, эти три основные компонента, выделяемые в рамках структурного подхода, указывают на роль СПРРМ в таких процессах, как эмоциональный фон психической деятельности, мысли, соотнесённые с самим субъектом , и воспоминания. 

По современным экспериментальным данным, эти компоненты всегда присутствуют в состояниях, когда работает СПРРМ, но их относительная активность может варьироваться (усиливаться или ослабляться) в зависимости от характера задачи или текущего состояния человека..

Системный подход

В первые годы после своего открытия сеть пассивного режима обычно связывалась с пребыванием в состоянии покоя, когда человек не занят решением каких-либо задач, связанных с концентрацией внимания на внешних объектах. 

Для такого состояния характерны релаксированность, погружённость в себя, сосредоточенность на своих мыслях, спонтанные воспоминания о прошлых событиях или размышления о будущем.

 Однако в последнее время исследователи всё чаще подвергают сомнению пассивную роль СПРРМ. Предлагается даже изменить название сети: вместо «default mode network» назвать её просто «default network», убрав из названия слово «mode» (режим), которое в английском языке подчёркивает пассивный характер сети..

Указания на фундаментальную роль СПРРМ в большинстве мозговых процессов следуют из того, что в целом энергопотребление мозга (по массе составляющего 2 % от всего тела, 

но потребляющего 20 % всей энергии), остаётся практически постоянным независимо от того, чем занят человек, отдыхает ли он или же решает задачи, требующие серьёзной концентрации внимания. 

                                      В последнем случае локальные отклонения 

                                 от среднего энергопотребления не превышают 5 %

В системном подходе процессы, происходящие в мозге, рассматриваются как результат параллельной деятельности множества функциональных систем, включающих большие ансамбли нейронов и специализированных для решения тех или иных задач.

                    В частности, сеть пассивного режима противопоставляется 

                                  так называемой сети оперативного решения задач), 

                          которая активируется, когда человек сконцентрирован 

           на выполнении сложных заданий, требующих мобилизации внимания, 

                    работает, «забывая себя», и входит в потоковые состояния.

 Эти две сети работают в противофазе, когда активность одной возрастает при изменении характера деятельности человека, активность другой уменьшается, и наоборот. Маркус Райхл предполагает, что роль СПРРМ может оказаться фундаментальной в том смысле, что эта сеть поддерживает баланс между поведенческими актами на основе более специализированных функциональных систем и «базового» состояния, когда человек не решает никаких конкретных задач, но бодрствует и готов к любым действиям.

Текущие результаты исследований

Проведённые к 2018 году исследования в существенной степени выявили характер и масштабы связей СПРРМ в состояниях сосредоточенности и расфокуса. 

Выявлено, что СПРРМ выполняет следующие функции:

• Поглощает отвлекающие факторы. Цепи расфокуса играют важную роль в удержании внимания, впитывая и обрабатывая всю лишнюю, отвлекающую от текущей задачи информацию.

• Обеспечивает гибкость мышления. Расфокус служит средством разветвления, которое обеспечивает переключение внимания с одной задачи на другую. Правильное использование СПРРМ позволяет сделать мышление более гибким.

• Устанавливает глубокие связи с внутренним «я» и окружающим миром. СПРРМ обеспечивает главный доступ к автобиографической памяти. Так осуществляется связь человека с его жизненными событиями, хранящимися в разных отделах мозга, и в любой момент сосредоточенности позволяют извлечь из памяти события прошлого. Личностные черты и самовосприятие сводятся цепями расфокуса в одну точку, и могут активироваться ими одновременно.
• Активирует цепи «социальных связей».
• Она объединяет прошлое, настоящее и будущее. Объединяются сведения о прошлом, извлечённые из памяти, сигналы воспринимаемыми органами чувств и планы и образы будущего. СПРРМ сводит их вместе и способствует постижению происходящего в текущий момент. Она соединяет точки шкалы времени жизни человека.
• Помогает творческому самовыражению. СПРРМ обладает способностью устанавливать связи между отдельными участками мозга, и таким образом, появляются уникальные ассоциации и осуществляется развитие самобытности человека. Благодаря этому обеспечивается возможность действовать спонтанно и непосредственно.
• Способствует более чёткому проявлению смутных воспоминаний. СПРРМ помогает задействовать память, лежащую за пределами границы внимания, и извлечь из неё информацию, не извлекаемую другими способами.

Нарушения

Предполагается, что нарушения работы СПРРМ могут играть роль в таких болезнях и расстройствах, как:

 болезнь Альцгеймера, 

аутизм, шизофрения,

 депрессия, 

синдром дефицита внимания и гиперактивности, 

обсессивно-компульсивное расстройство, 

хроническая боль и др.