2016年12月12日功能

解决矛盾:更好地了解大脑的默认模式网络的基本作用

斯图尔特·梅森Dambrot Xpress身体欧宝娱乐地址

静息活动积极的自我报告一下分派的注意力和消极的相关行为的变化”title= — **图1所示。**静息活动积极的自我报告一下分派的注意力和消极的相关行为的变化。(一个)静息面具用于提取意味着活动,包括大脑皮层和小脑区域。(B)受试Fisher-transformed皮尔森之间的相关性prerating静% SC和一下分派的评级在36 trial-blocks在每个主题。(C)受试Fisher-transformed皮尔森之间的相关性prerating静% SC和prerating RT方差在36试块在每个主题。在B和C阴影暗灰色表示SEM,浅灰色阴影表示SD,黑色的线表示的意思是学科之间,虚线的划定零值。*P< 0.05,双尾魏克森讯号等级测试。静,默认模式网络;RT、反应时间;SC、信号改变。Kucyi, Esterman M,莱利CS,瓦勒拉EM(2016)自发的默认网络活动反映出行为变化独立于走神。*《科学*美国113 (48):13899 - 13904。

(欧宝娱乐地址医疗Xpress)——成千上万的基础和临床神经科学的研究在过去的15年里,默认模式网络(静)——一个高度co-correlated网络互动区域的活动非常活跃,在清醒休息和不同于其他神经网络——大脑的最高估网络之一。然而,确定静的核心作用仍然难以捉摸,由于矛盾的结果:困境是,尽管走神把注意力从一个感官环境,从而产生不稳定(即。变量)任务绩效,静发现活跃在什么似乎是不兼容的。一方面,静是活跃在激烈走神(思考自己或他人,和回忆过去或未来规划),另一方面,静是活跃在稳定,而不是变量,行为。然而最近,马萨诸塞州总医院和哈佛医学院的科学家以及波士顿大学首次展示了如何将这些两种解释的静息活动比他们似乎更兼容。这样做——虽然承认静波动可能反映了一个高级函数相关的稳定的行为和走神(潜在的例子是内存reconsolodiation)——研究人员认为他们的发现要求需要重新解释静息活动波动的重要性在日常生活以及静中断疾病。

斯坦福大学博士伦Kucyi,现在讨论他的纸,夏娃m·瓦勒拉教授及其同事发表在美国国家科学院院刊》上。他指出,他们的研究的两个方面——表明静息活动增加和稳定,而不是变量,行为,独立于随走神,注意力状态和测试假设单一措施(建立在自我报告或行为)独自一人不足以占静息活动波动给研究人员提出了同样的挑战:事实上,先前的研究——他们和他人——显示看似矛盾的结果。

Kucyi解释说,在一些研究中,人们被要求执行任务,每秒钟左右,他们不得不回应快速和持续变化的图像。有时他们执行更一致和少犯错误——通常被称为在区——和其他时间的区,显示变量的性能和制造更多的错误。他还补充说,在一些研究中不时人问他们是否有意识地认为,他们在密切注意前面的图片还是他们认为他们的思绪飘荡。

“在一起,”Kucyi告诉欧宝娱乐地址”,研究显示三个高度一致的结果:走神期间发生不一致,欧元区的行为;走神发生在默认模式网络活动增加;和区一致,行为也发生在静息活动增加。我们因此困惑于如何提高静息活动可能会走神和行为在欧元区,尽管走神往往发生在像行为。”The problem turned out to be that previous brain imaging research studied either only mind-wandering (based on self-reports of when people thought they drifted off) or only behavior (based on fluctuations of reaction time).

“我们必须开发一种新的方法来研究和分析静息活动与同时走神和行为状态。这样做会让我们确定静息活动与行为的变化独立于或走神的变化相关。”

科学家们开发了两种创新的方法,允许他们应对这些挑战。“我们开发出一种认知任务执行在fMRI,允许我们敏感地捕捉他们的行为波动和自发走神时,可以在功能磁共振成像研究设置使用认为探测器人们不时要求报告他们是否想他们正在做的任务,感觉周围的东西,或完全无关的东西——例如,他们的晚餐计划。我的合著者迈克尔Esterman曾开发了一种渐进的持续性能任务,或gradCPT,要求人们保持他们的注意力成功地长时间。在这个任务中,人们观点逐渐改变图像,必须按下一个按钮每次看到一个新的图像显示的一个城市,但是他们必须保留他们的反应时看到一个很少出现一座山的形象。”Over time, Kucyi points out, the speed at which people respond fluctuates considerably and somewhat spontaneously between states of being consistent and inconsistent. In the new study, however, the gradCPT was performed in combination with thought probes – that is, subjects are unexpectedly asked to relay what they were just thinking about – which captured both behavioral fluctuations and instances when people felt that they had drifted off and mind-wandered.

“我们还开发了一种方法来分析数据,允许我们确定静息活动与行为的变化独立于或走神的变化相关。总之,所涉及的方法测试一个统计模型,同时考虑三件事随时间波动明显在我们志愿者主题:静息活动,自我报告的水平的走神,和水平的行为一致性。”

报导一些有趣的结果,一个是重新解读的影响静息活动波动的重要性在日常生活中,在静息中断由于疾病。“走神是一个巨大的我们日常生活的一部分,”Kucyi指出的那样,“占30 - 50%的我们的经验当醒了。”一个currently predominant idea in neuroscience is that DMN activity fluctuates to high levels when people are disengaged with the external world and are instead focused on their inner thoughts. "Our study confirms that DMN activity is higher when people are mind-wandering, but our findings add a layer of complexity to that story: Yes, DMN activity increases with more intense mind-wandering, but DMN activity也增加而更加一致的行为完全无关的有意识的走神。因此,如果我们可以衡量一个人的静息活动水平在任何时候在他们的日常生活中,我们不能得出基于一个高水平的静息活动,他/她正在走神。”

子系统的静与自我报告的关注和RT方差有关”>
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第二点,Kucyi指出,静息活动中断在一个非常广泛的精神和神经系统疾病——例如,注意缺陷/多动障碍、抑郁、帕金森病、癫痫、慢性疼痛,但目前尚不清楚如何这些疾病可能会改变静息活动或静息活动可能使人们更容易患上疾病发展。“有时未能关闭静被解释为缺乏控制走神。然而,我们的研究表明,这个故事并不是那么简单。静的过度表达并不一定意味着增加走神和可表明一个更根本的大脑活动失调与一系列可能的后果。”

该报还表示,需要进一步研究来揭示动态交流的行为相关性在静息和与其他网络。“在我们的研究中,我们分析的总体水平静的活动,但是我们也可以测量区域的静息和其他系统之间的通信网络,“Kucyi解释道。”期间发生的思想走神可能涉及不同的大脑区域活动之间复杂的相互作用,因此网络级分析可能是一个很有前景的未来的研究方式的静,人们正在关注。”

前进,研究者计划研究静息活动如何与人们的经验和有关行为使用技术除了fMRI, Kucyi承认是有限的,因为它是基于血液流动,只有间接反映脑电活动。“我们也希望研究其他自发行为,可以反映出一个人是否在区域或区域,如眼球运动和眨眼,以及具体内容,走神等思考过去和未来,或思考积极的和消极的情感事件,而不仅仅是关注的强度。”