Az agy funkcionálisan azonosított hálózatai I: Miért vált az agy pillanatról-pillanatra

Úgy tűnik, az agy egésze soha sincs teljes együttműködésben (kivéve az epilepsziás rohamot, de az egy kóros állapot, meg is szűnik alatta a tudatos agyműködés). Egy-egy pillanatban (tized-század másodperc) más-más együttműködő hálózatokba kapcsolódnak eltérő agyi területek. Vannak nyugalmi állapotú hálózatok, inger és feladat alapú hálózatok. A hálózatok feladatukat elvégezve gyakran más hálózatokat aktiválnak, ezek aztán esetleg továbbiakat. Az a meglepő tény derült ki, hogy amikor látszólag nem csinálunk semmit, agyunk akkor is csinál valamit, sosem pihen.

Jelenleg, ezen hálózatok vizsgálata egy friss, forrongó tudományterület, naponta változó elméletekkel és új adatokkal. Amit én itt most összefoglalok, az évek múlva már finomodhat, esetleg elvetésre kerül. Mindenesetre megpróbálom a korábbiakkal összhangban összefoglalni, amit jelenleg (2026 eleje) tudunk.

Egy fontos megjegyzés: Ezeket a funkcionális hálózatokat annak alapján azonosították, hogy egyes időpillanatokban milyen összefüggést lehet kimutatni az agyterületek fMRI jelének vagy EEG aktivitásának változásában. Az egyes funkcionális állapotok alatt többféle típusú EEG aktivitás is előfordulhat az egyes agyterületeken. A hangsúly azon van, hogy mely területek között figyelhető meg koherencia, az a jelenség, hogy az EEG hullámok egymáshoz frekvenciában és fázisban kapcsolódnak. Ha a frekvencia és a fázis nem csatolódik akkor jelen elképzelésünk szerint nincs hatékony kommunikáció az agyterületek között, hiszen ilyenkor nem kerülhetnek együttműködő, információ feldolgozó kapcsolatba az agyterületek. Egyszerre akár több koherens (azaz frekvenciában és fázisban együttműködő) agyterület csoport is létezhet. Ilyenkor ezek tagjai egymással igen, de más csoporttal nem kommunikálnak. Így egyszerre párhuzamosan több feladatot is meg tud oldani az agy, de mint majd hamarosan látjuk ezek egyike tudatosodhat csak. Ez hasonló ahhoz, mint amikor egy szobában több tucat szakértő beszélget egy bonyolult feladat megoldásáról. Az emberek közötti kommunikációt megfigyelve láthatjuk, hogy kik-kikkel folytatnak párbeszédet, hallgatnak vagy válaszolnak. Vannak alkalmak amikor az egész csoport összekapcsolódik egy diskurzusba, például a feladat kifejtése vagy a végső értékelés során, de bizonyos esetben széteshetnek több, időlegesen egymástól függetlenül beszélgető csoporttá. Például a probléma egyes elemeinek szakterületenkénti megbeszélése során.

Tekintsük át az fMRI-vel azonosított agyi hálózatok listáját. Ez a lista nem biztos, hogy teljes, és vitatott átfedések is vannak benne, de az eddigi tapasztalatink alapján ezeket lehet viszonylag jól elkülöníteni. Van egy alap hálózat (DMN), két figyelmi hálózat (VAN és DAN), két kontroll hálózat (FPCN és SN) és jónéhány feladatmegoldó hálózat.

A Default Mode Network (DMN), azaz alapértelmezett működési hálózat az, amit leggyakrabban használ az agy. Akkor működik, amikor a kísérleti alanyok látszólag éppen nem csinálnak semmit, nem fókuszáltak, de éberek, egy feladat kezdetére várakoznak, vagy már befejeztek egy feladatot és nincs külső vagy belső inger. Kezdetben feladat-negatív hálózatnak is nevezték, de ezt később elvetették, mivel számos kognitív feladatban is aktív. Potenciálisan ez az ÉN neurobiológiai alapja, mivel aktív, amikor az egyén önmagára vagy másokra gondol, emlékszik a múltra és tervezi a jövőt. Koherens "belső narratívát" hoz létre az énérzés felépítéséhez. Szemmel láthatólag amikor nincs éppen megoldandó külső feladat, magunkkal kezdünk el foglalkozni. Nagyon úgy tűnik ez tesz minket emberré.

Milyen esetekben aktív?
•    Önéletrajzi elemek: Emlékek, eseményekről, tényekről és önmagunkról
•    Önhivatkozás: Önmagunk tulajdonságaira és leírásaira való hivatkozás
•    Önérzelem: Reflektálás a saját érzelmi állapotunkról
•    Másokra gondolva
•    Mások gondolataira gondolva, és arra, hogy mit tudnak vagy nem tudnak: Elmeelmélet (Theory of Mind)
•    Mások érzelmeinek megértése és érzéseik átérzése
•    Erkölcsi érvelés: Egy cselekedet igazságos és igazságtalan eredményének meghatározása
•    Társadalmi értékelések: Jó-rossz attitűdítéletek a társadalmi fogalmakról
•    Társadalmi kategóriák: Egy csoport fontos társadalmi jellemzőinek és státuszának reflektálása
•    Társadalmi elszigeteltség: A társadalmi interakció észlelt hiánya
•    Emlékezés a múltra és a jövőre való gondolás
•    A múltban történt események felidézése
•    A jövő elképzelése: A jövőben esetlegesen bekövetkező események elképzelése
•    Epizodikus memória: Részletes emlékezet, amely az idő konkrét eseményeihez kapcsolódik
•    Történet megértése: Egy narratíva megértése és emlékezése
•    Visszajátszás: Nemrégiben szerzett memórianyomok konszolidálása

Funkció: Belső gondolkodás, önreflexió, múltidézés, jövőelképzelés, mentális szimuláció
Aktív: Nyugalmi állapotban, amikor nem külső feladatra figyelünk
Főbb régiók: medialis prefrontális kéreg, posterior cinguláris kéreg, precuneus, angularis gyrus (inferior parietális lebeny), hippokampusz (memória)

A következő bejegyzésben a belső és külső ingerekre aktiválódott hálózatokat vesszük át.

Szerző: Gulyás Attila