Открытие дефолт системы мозга

Какое, на Ваш взгляд, психологическое научное исследование, проведённое (опубликованное) за последние 10 лет (2002–2012), является самым значимым и важным? 

Геннадий Князев: 

Наиболее важным для понимания внутреннего мира человека я считаю открытие так называемой дефолт системы мозга. Эта концепция в современном ее виде была впервые сформулирована в 2001 г., и все прошедшее десятилетие было свидетелем бурного роста интереса к этой области исследований. Популярное в первой половине двадцатого столетия учение бихевиоризма рассматривало мозг как черный ящик. Предметом исследования при этом была связь между подаваемыми извне сигналами и поведенческими реакциями. За прошедшие с тех пор десятилетия главный фокус интереса переместился внутрь черного ящика. Наибольший интерес теперь представляют вопросы, в каких структурах мозга локализуются те, или иные функции и как активность этих структур связана с наблюдаемым поведением, или психическими процессами. Прогресс в этой области в основном связан с появлением таких методов как позитронная эмиссионная (ПЭТ) и функциональная магниторезонансная (фМРТ) томография, а также с развитием новых методов анализа ЭЭГ.

Несмотря на значительный прогресс в понимании функциональной организации человеческого мозга, достигнутый благодаря применению этих методов, подавляющее большинство исследований до сих пор проводится в рамках предложенной еще бихевиористами парадигмы стимул-реакция. Общепринятый подход при изучении функций человеческого мозга состоит в регистрации активности мозга при предъявлении стимулов, или выполнении заданий. Этот подход позволяет исследовать структурную и функциональную основу широкого спектра когнитивных процессов участвующих в оперативной регуляции поведения. Однако эти процессы составляют лишь верхушку айсберга психической жизни человека. Большую ее часть составляют процессы, не сопровождающиеся доступными для непосредственного наблюдения поведенческими проявлениями, хотя они в значительной степени определяют поведение человека в долговременной перспективе. До недавнего времени практически ничего не было известно о структурной и функциональной основе этой части психической жизни человека. В 2001 году Маркус Рэйчл с соавторами¹ впервые сформулировали концепцию так называемой дефолт системы мозга (ДСМ, default mode network). В течение прошедшего с первой публикации времени количество работ посвященных ДСМ увеличивалось лавинообразно и к настоящему времени эта концепция стала центральной темой в когнитивных нейронауках.

Подавляющее большинство посвященных ДСМ исследований выполнено с помощью методов ПЭТ и фМРТ. Эти методы, как известно, позволяют оценить уровень метаболической активности в различных частях мозга, используя в качестве показателей потребление глюкозы, или оксигенацию крови. В типичных ПЭТ и фМРТ экспериментах измеряется уровень метаболической активности в покое и при выполнении какого-либо задания. Увеличение активности по сравнению с фоном интерпретируется как показатель участия соответствующих структур мозга в выполнении задания. Оказалось, однако, что в некоторых структурах при выполнении большинства заданий уровень метаболической активности не увеличивается, а снижается. Рэйчл с соавторами предположили, что эти структуры участвуют в мыслительных процессах, протекающих в периоды покоя, когда мозг не занят переработкой поступающей извне информации. При необходимости включиться в оперативную деятельность активность этих структур снижается, причем степень снижения пропорциональна сложности задачи. На первый взгляд эта концепция кажется малоправдоподобной. Действительно, по собственному опыту мы знаем, что в периоды покоя люди могут думать об очень разных вещах. Результатом этого должно быть отсутствие какого-либо стандартного набора структур мозга участвующих в процессах спонтанной мыслительной деятельности. Эмпирические данные, однако, показывают, что, несмотря на неизбежную в подобного рода исследованиях вариацию, набор структур, в которых при выполнении широкого спектра задач наблюдается деактивация, удивительно постоянен. В этот набор входят медиальная префронтальная кора, задняя поясная извилина, преклиновидная кора и медиальная, латеральная и нижняя части теменной коры. Это постоянство заставляет предположить, что спонтанные мыслительные процессы, несмотря на их разнообразие, имеют некую общую основу, которая как раз и связана с активностью входящих в ДСМ структур мозга. В чем же состоит эта основа? Данные о деактивации ДСМ при выполнении разнообразных задач позволяют определить когнитивные процессы, в которых ДСМ не участвует, но они не позволяют определить какой мыслительный процесс был прерван этими задачами. К счастью, оказалось, что не на все экспериментальные задания ДСМ отвечает только деактивацией. Если испытуемый вспоминает о важных событиях своей жизни, или думает о том, что его (ее) ожидает в будущем, или размышляет о своих отношениях с другими людьми, в структурах ДСМ наблюдается активация. 

Эти данные позволили Митчелу высказать гипотезу, согласно которой одной из функций ДСМ является социальное сознание. «Предоставленный самому себе, человеческий мозг естественным образом включается в размышления о социальных отношениях»². Эта гипотеза имеет веские основания в эволюции человека. Действительно, пожалуй, как никакой другой биологический вид, человек формировался в эволюции как существо социальное. Человеческий мозг в значительной степени развивался благодаря таким социальным факторам, как речь и коллективная деятельность. Поддержание отношений с другими людьми, одобрение, или неодобрение со стороны других людей имеют первостепенное значение для личных отношений и профессиональной деятельности любого человека. ДСМ находится в реципрокных отношениях с системами мозга обрабатывающими информацию, поступающую из внешнего мира. Сбалансированность этих реципрокных отношений необходима для успешной ориентации в мире, для своевременного переключения от одной активности к другой, для выбора из потока внешней информации того, что является существенным для личности. Как чрезмерная, так и недостаточная активность ДСМ сопровождаются нарушением поведения. Недостаточная активность ДСМ у лиц с аутизмом ведет к тому, что все ресурсы мозга направлены на анализ поступающей извне информации при отсутствии путеводной нити, позволяющей отделить существенную информацию от несущественной. В то же время продуктивная симптоматика при шизофрении связана с чрезмерной активностью ДСМ, при которой порождения собственного разума воспринимаются как реально существующие явления.

_______________________________________________

¹ Raichle, M. E., MacLeod, A. M.,Snyder, A. Z., Powers, W. J., Gusnard, D. A., & Shulman, G. L. (2001). A default mode of brain function. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 98(2), 676–682. doi:10.1073/pnas.98.2.676 [Полный текст]

² Mitchell, J. P. (2006). Mentalizing and Marr: An information processing approach to the study of social cognition. Brain Research,1079, 66–75. doi:10.1016/j.brainres.2005.12.113 [Полный текст]

Князев Геннадий Георгиевич – доктор биологических наук, главный научный сотрудник ГУ НИИ физиологии Сибирского отделения РАМН (Новосибирск) 

Читать ответы других экспертов