Чем занят наш мозг, когда мы отдыхаем

Когда мы усердно что‑то делаем, например поднимаем штангу в спортзале или сдаём сложный экзамен, нейроны мозга усиливают свою электрическую активность, стимулируя области, необходимые для выполнения текущей задачи. Но что происходит, когда мы просто лежим на диване? Оказывается, наш мозг продолжает работать.

Какие области мозга активны в моменты бездействия

В последние два десятилетия учёные обратили своё пристальное внимание на так называемую сеть пассивного режима работы мозга. Это совокупность на первый взгляд не связанных между собой областей мозга, которые активизируются, когда мы почти ничего не делаем. Её открытие позволило больше узнать о том, как работает мозг, когда у нас нет чётко обозначенных задач. Кроме того, специалисты заинтересовались тем, какую роль играют нейронные сети в управлении нашим внутренним опытом.

В конце XX века нейробиологи начали использовать новые методы, чтобы получать более точные снимки мозга людей, которые выполняли задачи, находясь в сканирующих устройствах. Как и предполагалось, активность в определённых областях в этот момент повышалась. Однако, к удивлению специалистов, активность в других областях одновременно с этим снижалась. Более того, это последовательно происходило в одних и тех же областях мозга при выполнении задач разного рода. Как будто эти участки были включены, когда человек ничего не делал, а затем отключались, как только он концентрировался на чём‑то внешнем.

Когда их впервые обнаружили, нейробиолог Маркус Райхл предположил, что такие области играют важную роль в состоянии покоя мозга. Тогда возник вопрос о том, какая активность мозга является базовой. Райхл провёл эксперимент, во время которого просил людей закрыть глаза и позволить мыслям свободно блуждать, пока он будет измерять активность их мозга.

Выяснилось, что во время отдыха, когда мы мысленно обращены в свой внутренний мир, области, не отвечающие за выполнение задач во внешнем мире, используют больше энергии, чем остальная часть мозга. Райхл назвал это режимом работы мозга по умолчанию. Позднее команда Стэнфордского университета выяснила, что активность, не связанная с задачами, характеризует целую сеть взаимодействующих областей мозга, которые они назвали сетью режима по умолчанию.

Какие функции выполняет мозг во время отдыха

Хотя некоторые специалисты полагали, что главная функция сети режима по умолчанию — создавать опыт блуждания разума или мечтаний, были и другие предположения. Например о том, что сеть контролирует потоки сознания или вызывает воспоминания о прошлом опыте. А дисфункция сети режима по умолчанию рассматривалась как потенциальная особенность почти каждого психиатрического или неврологического расстройства, включая депрессию, шизофрению и болезнь Альцгеймера.

Сеть режима по умолчанию стала одной из первых нейронных сетей, описанных наукой, и со временем первоначальное представление о ней только усложнялось. Известно, что она состоит из нескольких областей мозга, анатомически разбросанных по разным его частям. Их связывают с памятью, воспроизведением опыта, прогнозированием, обдумыванием действий, интеграцией информации, вознаграждением и наказанием.

Кроме сети режима по умолчанию, нейробиологи определили ещё несколько отдельных сетей, каждая из которых активирует, казалось бы, разные области мозга. Причём они не действуют независимо, а скорее гармонируют друг с другом. Райхл сравнил это с симфоническим оркестром, о котором невозможно думать только как о скрипках или только как о гобоях. Точно так же отдельные части нейронных сетей взаимодействуют друг с другом, вызывая эффект, который могут произвести только вместе.

Эффекты сети режима по умолчанию включают в себя:

• блуждание разума;
• воспоминания о прошлом опыте;
• мысли о ментальном состоянии других людей;
• предвидение будущего;
• обработку речи.

И хотя это может показаться набором не связанных друг с другом аспектов познания, учёные предположили, что все эти функции могут быть полезны для построения внутреннего повествования. То есть сеть режима по умолчанию помогает нам думать о том, кто мы есть по отношению к другим людям, вспоминать прошлое, а затем объединять всё это в связное повествование о себе.

Как взаимодействуют нейронные сети мозга

Сеть режима по умолчанию, очевидно, довольно сложная. Она участвует во многих процессах, которые невозможно точно описать. Кроме того, нельзя сказать, что одна область или одна сеть мозга делает только что‑то одно. Подобно тому, как разные области мозга взаимодействуют друг с другом, образуя сети, разные сети взаимодействуют друг с другом значимым образом. Сети работают вместе, затем распадаются, а со временем меняют то, что делают.

Например, сеть режима по умолчанию взаимодействует с так называемой сетью выявления значимости, которая помогает нам идентифицировать наиболее релевантную информацию в данный момент времени. Учёные полагают, что сеть выявления значимости определяет, когда на что‑то важно обратить внимание, а затем действует как выключатель для сети режима по умолчанию.

Кроме того, исследователи создали теорию тройной сети. Согласно ей, аномальное взаимодействие между сетью режима по умолчанию, сетью выявления значимости и центральной исполнительной сетью могут содействовать развитию психических расстройств, включая шизофрению, депрессию, тревогу, деменцию и аутизм. Обычно активность сети режима по умолчанию снижается, когда человек переключает внимание на внешний стимул, тогда как активность двух других сетей возрастает. Учёные предполагают, что у людей с психическими расстройствами или нарушениями развития этот механизм может работать по‑другому.

При этом полностью объяснить психические заболевания только особенностями взаимодействий нейронных сетей вряд ли возможно. Но это является отличной отправной точкой: изучение отличий в работе сетей у людей, страдающих от проблем с ментальным здоровьем, может помочь выявить основные механизмы и разработать методы лечения.

Текущее представление о сети режима по умолчанию также далеко не окончательное. После того, как её обнаружили, нейробиологи начали думать не только о том, за что отвечают отдельные области мозга, но и о том, какое значение имеют нейронные сети. И это мотивирует больше ценить внутреннюю работу ума, ведь даже когда мы мечтаем или отдыхаем, наш мозг упорно трудится, чтобы это стало возможным.