Крупномасштабные сети мозга и оркестр сознания

Представьте себе человеческий мозг в виде гигантского оркестра, в котором отдельные нейроны выступают в роли музыкантов. В этом оркестре каждая секция музыкантов (группа нейронов) участвует в создании гармоничных мелодий наших мыслей, эмоций и действий. Но поскольку оркестр очень большой, то одного дирижера недостаточно. В этой аналогии дирижерами можно считать крупномасштабные сети мозга (large-scale brain networks), которые управляют этими группами нейронов и объединяют их индивидуальные выступления для создания необыкновенной общей симфонии сознания, мышления и поведения.

Давайте рассмотрим различные части этого гигантского оркестра, каждая из которых отвечает за различные функции и состояния нашего сознания.

— Сеть режима по умолчанию (Default Mode Network, DMN)

Музыкантов сети DMN можно называть «мечтателями» в оркестре нашего мозга. Они представляют собой совокупность областей мозга, которые исполняют интроспективные мотивы в моменты отдыха. Представьте себе, что это музыканты, которые обеспечивают нежную фоновую музыку, когда мы позволяем своим мыслям дрейфовать, размышляем о прошлом опыте, задумываемся о будущем или погружаемся в увлекательный роман. DMN занимает центральное место, когда мы не заняты активным взаимодействием с внешним миром, рисуя в нашем сознании яркие картины и прядя нити нашего внутреннего повествования.

Интересно, что DMN также является самой загадочной частью оркестра, поскольку она одновременно и необходима, и потенциально разрушительна. При слаженной работе DMN гармонично сочетается с другими сетями мозга, позволяя нам плавно переключаться между самоанализом и действием. Однако, когда музыканты DMN слишком поглощены своими собственными мелодиями, они могут заглушать остальных участников оркестра, что приводит к трудностям с концентрацией и вниманием. Таким образом, DMN представляет собой тонкий баланс симфонии нашего мозга, оркеструя прилив и отлив нашего внутреннего и внешнего мира.

— Сеть значимости (Salience Network, SN)

Сеть значимости можно представить как группу квалифицированных музыкантов с идеальной подачей, чутко реагирующих на нюансы игры всего оркестра. Они обладают уникальной способностью определять гармонии и контрасты, различая наиболее захватывающие и уместные части музыкальной композиции. Подобно опытным экспертам, они внимательно вслушиваются в многослойную симфонию, выискивая выделяющиеся мелодии или неожиданные изменения темпа, которые требуют нашего внимания.

Как операторы прожектора в оркестре нашего мозга, сеть восприятия играет важнейшую роль в управлении нашим вниманием и оркестровке наших когнитивных ресурсов. Представьте, что музыканты SN быстро регулируют свет прожектора, освещая различные участки музыкальной сцены, переключая наше внимание от одного захватывающего момента к другому. Расставляя приоритеты между наиболее значимыми элементами представления, сеть Salience Network позволяет нам ориентироваться в сложной симфонии жизни, гарантируя, что мы не пропустим ни одного удара в нашей постоянно меняющейся среде. Их непоколебимая сосредоточенность формируют наше восприятие и опыт, превращая сложную музыку мозга в увлекательный и слаженный шедевр.

— Центральная исполнительная сеть (Central Executive Network, CEN)

Эту сеть можно сравнить с главным дирижерам большого оркестра нашего мозга. Эти усердные координаторы следят за тем, чтобы все части оркестра играли в идеальной гармонии, позволяя нам выполнять сложные когнитивные задачи, такие как планирование, решение проблем и принятие решений. Будучи мастерами многозадачности, CEN умело жонглирует конкурирующими требованиями различных инструментов, направляя наше внимание и ресурсы туда, где они нужнее всего.

Состоящая из ключевых областей мозга, таких как дорсолатеральная префронтальная кора и задняя теменная кора, CEN является дирижером, который оркеструет наши когнитивные функции высшего порядка. Он тесно сотрудничает с другими сетями, такими как сеть значимости (SN) и сеть режима по умолчанию (DMN), чтобы поддерживать тонкий баланс между сосредоточенным вниманием и самоанализом. Это динамичное трио образует тройную сетевую модель, которая служит основой нашего постоянно развивающегося сознания. Подобно хорошо отрепетированному выступлению, CEN интегрирует и организует мелодии наших мыслей, позволяя нам критически мыслить, адаптироваться к новым ситуациям и изящно ориентироваться в сложностях нашего мира.

— Сенсоримоторная сеть (Sensorimotor Network)

Сенсоримоторная сеть гарантирует, что наши движения идеально синхронизированы с сенсорной информацией, которую мы получаем из окружающего мира. Эти искусные исполнители поддерживают темп симфонии, плавно соединяя ритмы наших физических действий с мелодиями нашего восприятия. Легкими взмахами дирижерской палочки сенсомоторная сеть направляет движения нашего тела с точностью и изяществом.

Представьте себе дирижера, постукивающего ногой в такт, или музыканта, ощущающего вибрацию своего инструмента о тело. Сенсоримоторная сеть переводит эти сенсорные сигналы в тонкие двигательные реакции, позволяя нам легко ориентироваться в окружающей среде. Эта сеть координирует сложный танец между нашими чувствами и действиями, создавая изысканный балет нашей повседневной жизни. Подобно телохранителям в переполненном театре, сенсорно-моторная сеть защищает и направляет нас в сложном мире, гарантируя, что наши действия всегда находятся в гармонии с нашими восприятиями.

— Визуальная сеть (Visual Network)

Подумайте о зрительной сети как о мастерах оркестра нашего мозга, которые превращают ноты симфонии в яркие сцены на холсте нашего разума. Эти виртуозы зрения отвечают за интерпретацию сложной визуальной информации, которую наши глаза получают из окружающего нас мира. Они не только помогают нам распознавать предметы, лица и цвета, но и дают нам возможность ориентироваться в окружающей среде и оценивать красоту заката или тонкости произведения искусства.

В студии визуальной сети различные подгруппы художников работают вместе, чтобы создать захватывающие дух сцены, которые мы воспринимаем. Одни сосредотачиваются на очертаниях и контурах, другие оживляют холст яркими красками и текстурами. Другие отвечают за передачу движения, обеспечивая синхронность воспринимаемых нами сцен с симфонией жизни, разворачивающейся вокруг нас. Когда эти различные группы гармонично сочетают свои индивидуальные мазки, они создают богатые и детальные образы, которые составляют наш визуальный опыт. Подобно команде художников, зрительная сеть оживляет окружающий нас мир, добавляя глубину и смысл в музыку оркестра нашего мозга.

— Слуховая сеть (Auditory Network)

Слуховая сеть — это группа высококвалифицированных музыкантов, которые специализируются на воспроизведении, интерпретации и оценке тонкостей звука. Они являются экспертами в умении слышать и расшифровывать богатый гобелен мелодий, гармоний и ритмов, наполняющих наш мир. От нежного шепота ветра до крещендо грозы — эти виртуозы звука преобразуют слуховые вибрации в осмысленные и выразительные переживания.

В оркестре нашего мозга музыканты слуховой сети отвечают за превращение колебаний звуковых волн в нейронные сигналы, которые затем обрабатываются, анализируются и в конечном итоге понимаются. Они тесно сотрудничают с другими частями оркестра, такими как языковая сеть (language network), которая расшифровывает тексты произносимых слов, и эмоциональная сеть (emotional network), которая придает музыке глубину и чувства. Вместе они создают богатый, многомерный саундтрек для нашей жизни, позволяя нам соединяться с окружающей средой, общаться с другими людьми и взаимодействовать с миром с помощью невероятной силы звука.

— Сеть вентрального внимания (Ventral Attention Network, VAN)

Вентральную сеть внимания (VAN) можно сравнить с бдительными мастерами сцены грандиозной театральной постановки. Эти мастеровые всегда начеку, они предвидят любые неожиданные изменения или события, которые могут помешать представлению. Они следят за тем, чтобы представление проходило без помех, поддерживая плавное течение пьесы.

В оркестре нашего мозга VAN служит аналогичной цели. Эта сеть отвечает за мониторинг неожиданных или новых стимулов в нашем окружении. Когда происходит непредвиденное событие, VAN начинает действовать, перенаправляя ресурсы и внимание мозга на новую ситуацию. Эта способность быстро переключать внимание позволяет нам быстро реагировать и адаптироваться к изменениям в окружающей обстановке, обеспечивая нашу безопасность и благополучие.

— Сеть дорсального внимания (Dorsal Attention Network, DAN)

Эту сеть можно представить как хореографов оркестра нашего мозга. Эти мастера создают сложные схемы и шаги, которым следуют музыканты, обеспечивая синхронное и гармоничное исполнение. Они направляют исполнителей, помогая им выполнять каждое движение с точностью и грацией.

В сфере когнитивных функций DAN играет важнейшую роль, направляя наше внимание и фокус на конкретные задачи или стимулы. Когда нам нужно сконцентрироваться на определенном занятии, например, чтении книги или решении головоломки, DAN помогает нам отсеять отвлекающие факторы и сохранить устойчивое внимание. Как хореографы нашего когнитивного танца, DAN позволяет нам умело и легко ориентироваться в сложностях нашего мира, оркеструя наше внимание для создания бесшовного представления мыслей и действий.

— Кортико-базальная ганглио-таламо-кортикальная петля (Cortico-basal ganglia-thalamo-cortical loop, CBGTC)

Эта сеть подобна центральному узлу оркестра нашего мозга, соединяющему различные участки и обеспечивающему плавное течение музыки. Представьте себе оживленный железнодорожный вокзал с путями, соединяющими разные части города. CBGTC служит центральной станцией, обеспечивая упорядоченные потоки информации между различными районами нашего мозга. Этот цикл имеет решающее значение для точной настройки исполнения, обеспечения синхронизации каждой части оркестра и облегчения коммуникации между музыкантами и дирижером.

В центре контура CBGTC находятся базальные ганглии, которые подобны начальнику вокзала, управляющему движением поездов и следящему за тем, чтобы все шло по расписанию. Базальные ганглии отвечают за координацию и совершенствование движений, обработку эмоций и даже способствуют нашей способности к обучению и формированию привычек. Петля также включает таламус, релейный центр мозга, который подобен диспетчерской станции, направляя входящие и исходящие сигналы по назначению. Кора головного мозга, внешний слой мозга, представляет собой различные районы, между которыми путешествуют поезда. Эти области специализированы для выполнения различных функций, таких как обработка сенсорных сигналов, управление моторикой и мышление высшего порядка. Вместе петля CBGTC организует прекрасный танец обмена информацией, позволяя оркестру нашего мозга работать слаженно и эффективно.

— Заключение

Хотя в этой статье мы выделили только девять ключевых сетей, мозг представляет собой сложный и постоянно развивающийся ландшафт, в котором потенциально сотни взаимодействующих сетей вносят свой вклад в наше сознание, мышление и поведение. Каждую из этих сетей можно рассматривать как часть оркестра, играющую свою партию в великолепном представлении, которое является нашей когнитивной и эмоциональной жизнью.

Красота симфонии мозга заключается в сложной координации и связи между этими сетями. Подобно тому, как различные части оркестра должны слушать и отвечать друг другу, чтобы создать слаженное исполнение, сети мозга постоянно обмениваются информацией и модулируют активность друг друга. Это динамическое взаимодействие позволяет мозгу адаптироваться и реагировать на постоянно меняющиеся требования окружающей среды. Например, интроспективные мелодии сети режима по умолчанию могут быть прерваны прожектором сети внимания, направляющим наше внимание на важное внешнее событие. В свою очередь, центральная исполнительная сеть оркеструет наши процессы решения проблем и принятия решений, обеспечивая адекватную реакцию на сложившуюся ситуацию.

В конечном счете, симфония мозга — это замечательное свидетельство силы сотрудничества и интеграции. Сложное взаимодействие между отдельными группами нейронов, крупномасштабными сетями и тройной сетевой моделью (DMN, SN, CEN) создает богатый и динамичный внутренний когнитивный мир, который позволяет нам ориентироваться во внешнем мире с любопытством, творчеством и сопереживанием. Подобно музыкантам в оркестре, эти сети полагаются на уникальные силы и способности друг друга, чтобы создать мастерское представление, которым является человеческое сознание. Вместе они ткут гобелен из мыслей, эмоций и действий, позволяя нам ощущать красоту и сложность жизни во всех ее многочисленных проявлениях.

См. также:

— «Нейрохимические вещества: типы, функции и различия»
ч.1 https://osnauka.ru/nejrohimicheskie-veshhestva-tipy-funktsii-i-razlichiya-chast-1
ч.2 https://osnauka.ru/nejrohimicheskie-veshhestva-tipy-funktsii-i-razlichiya-chast-2

— «Клеточные рецепторы (основные типы, структура, функции, фармакология)»
https://osnauka.ru/kletochnye-retseptory-osnovnye-tipy-struktura-funktsii-farmakologiya

— «Нейротрансмиттеры (принципы работы, жизненный цикл, баланс)»
https://osnauka.ru/nejrotransmittery-printsipy-raboty-zhiznennyj-tsikl-balans

— «Нейроны: крошечные супергерои (строение, принципы работы, типы)»
https://osnauka.ru/nejrony-kroshechnye-supergeroi-stroenie-printsipy-raboty-tipy

— «Строение и функции клеток»
https://osnauka.ru/stroenie-i-funktsii-kletok

Сергей Хвостов

2023-04-29 18:39:15#14867

Ого! Сколько сетей есть! Я только про Default Mode Network читал. Интересный текст! Через метафоры хорошо заходит 👍 И написано красиво!




Стрекоза Корнецкая

2023-04-26 09:10:09#14803

Спасибо, полезно 👍🏻




Добавить комментарий