Sieci wielkoskalowe

Opis

Sieci wielkoskalowe (ang. large-scale networks) to zbiory obszarów kory, których aktywność rośnie i spada zgodnie, także w spoczynku (Yeo i in. 2011). Łączność strukturalna (ang. structural connectivity) to włókna istoty białej biegnące między obszarami, mierzone traktografią dyfuzyjną (ang. diffusion tractography). Łączność funkcjonalna (ang. functional connectivity) to zgodność w czasie aktywności dwóch obszarów, mierzonej funkcjonalnym rezonansem magnetycznym (ang. functional magnetic resonance imaging, fMRI). Łączność funkcjonalna często łączy obszary bez bezpośredniego połączenia strukturalnego, ale jej siłę, trwałość i rozkład ogranicza anatomiczna struktura kory (Honey i in. 2009).

Biswal i współpracownicy zaznaczyli w skanerze obszary kory ruchowej i somatosensorycznej aktywne przy ruchu dłoni. W spoczynku wolne wahania sygnału fMRI w tych obszarach szły zgodnie ze sobą i z innymi obszarami związanymi z ruchem, a autorzy odczytali tę zgodność jako przejaw łączności funkcjonalnej mózgu (Biswal i in. 1995). Parcelacja (ang. parcellation) to podział kory na obszary albo sieci. Yeo i współpracownicy pogrupowali korę 1000 dorosłych według łączności funkcjonalnej w spoczynku na 7 sieci w podziale zgrubnym i na 17 w drobnym (Yeo i in. 2011). Siedmiu sieciom nadali umowne nazwy: wzrokowa, czuciowo-ruchowa, grzbietowa uwagi, brzuszna uwagi, limbiczna, kontroli (ang. frontoparietal) i domyślna (Uddin, Yeo i Spreng 2019). Według Yeo i współpracowników sieć wzrokowa i czuciowo-ruchowa, połączone głównie lokalnie, zajmują 35% kory, a resztę tworzą sieci obszarów kojarzeniowych (ang. association areas). Badaczki i badacze wciąż nie uzgodnili nazw sieci, więc Uddin, Yeo i Spreng proponują sześć nazw od anatomii jako wspólny punkt wyjścia.

Model sieci przyjęty na tej stronie bierze sześć sieci Yeo i współpracowników, bez limbicznej, a ich sieć brzuszną uwagi dzieli na dwie, sieć brzuszną uwagi i sieć istotności. Podziały kory setek osób łączą te dwie sieci, ale podziały z wielokrotnych pomiarów kilku osób je rozdzielają (Uddin, Yeo i Spreng 2019). Role siedmiu sieci tego modelu: Sieć wzrokowa „Widzę.”, Sieć czuciowo-ruchowa „Czuję ciało i się ruszam.”, Sieć grzbietowa uwagi „Koordynuję oko i rękę.”, Sieć brzuszna uwagi „Coś przerywa plan.”, Sieć istotności „Coś zagraża schematowi ciała.”, Sieć kontroli „Trzymam zadanie.”, Sieć domyślna „Ja, przeszłość i przyszłość, inni ludzie.” Sieć limbiczna z podziału Yeo i współpracowników w jednym badaniu fMRI wieloechowym (ang. multi-echo fMRI), z lepszym sygnałem w jej obszarach, łączyła się w większości z siecią domyślną (Girn i in. 2024). Język to w tym modelu aktywność rozłożona w wielu z tych sieci. Obszary wybiórcze dla języka Braga i współpracownicy wyznaczyli u każdej osoby osobno, a ich układ przypomina inne sieci kojarzeniowe, z którymi sąsiadują w wielu strefach kory (Braga i in. 2020).

Główny gradient kory (ang. principal gradient) to oś porządkująca obszary kory według ich wzorców łączności funkcjonalnej. Na jednym jej końcu leżą sieci percepcji i działania, wzrokowa i czuciowo-ruchowa, na drugim transmodalne obszary kojarzeniowe, łączące wiele zmysłów, czyli sieć domyślna, a funkcje obszarów stają się wzdłuż osi coraz bardziej abstrakcyjne (Margulies i in. 2016). W modelu sieci przyjętym na tej stronie ten porządek odpowiada odległości od receptorów. Choroba też podąża za sieciami: pięć różnych chorób neurodegeneracyjnych daje zanik ograniczony do pięciu różnych sieci łączności funkcjonalnej zdrowego mózgu. U zdrowych osób objętości istoty szarej obszarów jednej sieci są ze sobą silnie powiązane: kto ma większą objętość w jednym obszarze sieci, ma ją zwykle także w pozostałych (Seeley i in. 2009).

Kiedy czytasz to zdanie, bioinformacja z Twoich oczu płynie przez sieć wzrokową. To, że wzrok idzie po linijce, to aktywność Twojej sieci grzbietowej uwagi, to, że słowa składają się w zdanie, aktywność obszarów językowych rozłożonych w tych sieciach, a to, że trzymasz zadanie, aktywność sieci kontroli. Twoje doświadczenie tej chwili to aktywność tych sieci, a z bioinformacji płynącej przez nie kształtują się Twoje Modele Mentalne tekstu, pokoju i siebie, na których polegasz, czytając dalej.

Sieć mózgowa

VISsieć wzrokowa

Widzisz: to aktywność sieci wzrokowej.

SMNsieć czuciowo-ruchowa

Czujesz ciało i się ruszasz: to aktywność sieci czuciowo-ruchowej.

DANsieć grzbietowa uwagi

Koordynujesz oko i rękę: to aktywność sieci grzbietowej uwagi.

VANsieć brzuszna uwagi

Coś nagle przerywa Twój plan: to aktywność sieci brzusznej uwagi.

SNsieć istotności

Coś ważnego dzieje się w Tobie albo wokół Ciebie i to się wyróżnia: to aktywność sieci istotności.

CNsieć kontroli

Trzymasz zadanie: to aktywność sieci kontroli.

DMNsieć domyślna

Myślisz o sobie, o przeszłości i przyszłości, o innych ludziach: to aktywność sieci domyślnej.

DMNsieć domyślna, obszary limbiczne

Kora oczodołowo-czołowa i bieguny skroniowe tworzą u Yeo i in. sieć limbiczną, a w jednym badaniu fMRI wieloechowym łączyły się w większości z siecią domyślną (Girn i in. 2024).

Materiały

Linkują tutaj

Na zajęciach