Az agy funkcionálisan azonosított hálózatai II: Ki mikor kapcsol be és mit csinál?

Ventral Attention Network (VAN), alsó figyelmi hálózat, melyet inkább a külvilág ingerei hajtanak, bottom-up figyelem, akkor kapcsolódik be amikor valami megszakítja a fókuszt.
Funkció: Váratlan ingerek, figyelem elterelése, egy inger jelentőségének megállapítása
Aktív: Ha valami hirtelen vagy szokatlan történik.

Főbb területek: temporoparietális junkció (TPJ), inferior frontális gyrus

Dorsal Attention Network (DAN), felső figyelmi hálózat, mely elsősorban belső késztetésből vezérelt, top-down figyelmet okozza, folyamatosan aktív míg fókuszálunk. Ezt a hálózatot feladat-pozitív hálózatnak is nevezték, hogy szembeállítsák a DMN hálózattal. Ez a dichotómia azonban ma már félrevezetőnek tekinthető, mert a DMN hálózat aktív lehet bizonyos kognitív feladatokban is.
Funkció: Célirányos figyelem, elsősorban térbeli (főleg vizuális) figyelem, keresés, szemmozgások irányítása
Aktív: Amikor tudatosan irányítjuk a figyelmünket
Főbb régiók: intraparietális sulcus, dorsolateralis prefrontális kéreg, frontális szemmezők, kisagy

A két vezérlő (control) hálózat, a megfelelő pillanatokban a fenti figyelmi hálózatokat kapcsolják be.

Frontoparietal Control Network (FPCN) vagy Executive Control Network (ECN), azaz első falilebeny hálózat vagy végrehajtó funkció hálózat. Elsősorban projekt vezérelt. Elengedhetetlen a szabályalapú problémamegoldáshoz, a munkamemóriában lévő információk aktív karbantartásához és manipulálásához, valamint a célorientált viselkedés keretében történő döntéshozatalhoz.
Funkció: Végrehajtó kontroll, stratégiai döntések, feladat-váltás, rugalmas szabályozás, szabályozza a DMN és DAN/VAN kapcsolást, mikor mit aktiváljunk. Eldönti, hogy a VAN által behozott külső ingerre tényleg át kell-e váltani a figyelmet, vagy inkább maradni kell a DAN által fenntartott fókuszon.
Főbb régiók: dorsolaterális prefrontális kéreg, inferior parietális lebeny, néha kapcsolódik: dorsális ACC, anterior insula.

Salience Network (SN), feltűnőség/jelentőség hálózat. Elsősorban inger vezérelt. Az érzékszervi, érzelmi és kognitív információk integrálásával a SN számos összetett funkcióhoz járul hozzá, beleértve a kommunikációt, a szociális viselkedést és az önreflexiót. “Észreveszi” amikor válaszolnunk kell, vagy változtatnunk a viselkedésünkön. pl. társas helyzetben.
Funkció: gyors figyelmi váltások kezdeményezése a fontos ingerek alapján, motivációs jelentőség észlelése (jutalom/büntetés), belső állapotokra való figyelem. Jelzi az FPCN-nek, hogy mikor kell váltani a DMN és a DAN/VAN között (a tapasztalatok szerint agyunk rendszeresen vált a belső és a külső figyelem között, ebben is van szerepe), de közvetlenül is bekapcsolhatja a VANt.
Főbb régiók: anterior insula, anterior cinguláris kéreg (ACC), amigdala, hipotalamusz (alkalmanként)


Mindkét utóbbi hálózat szerepet játszik a váltásokban. De míg az FPCN lassan, tudatosan aktiválódik és fontos a célvezérelt, tervezett viselkedés szervezésében, szabálytartásban, feladatra irányuló figyelemben, addig az SN gyorsan, hirtelen ingerekre kapcsol be, szorosan összefonódik az autonóm idegrendszer válaszaival, azaz érzelmi és testi állapotainkkal.

Például, amikor egy tesztet írsz, és a feladatokra koncentrálsz, akkor az FPCN aktiválja a DANt. Ha azonban hirtelen felvillan a tűzjelző, vagy megemelkedik a pulzusod, azonnal elterelődik a figyelmed, mert az SN aktiválódik és rövid időre bekapcsolja a VANt. A SN ezt követően „szólhat” az FPCN-nek, hogy váltson feladatot vagy fókuszt. A hosszútávú, tervezett és hirtelen felbukkanó, nem tervezett feladatokat megoldó szakemberek szerepének eltérése hasonlít ehhez. A mérnökök igyekeznek úgy megtervezni egy házat, hogy abban ne üssön ki tűz (FPCN és DAN), de ha kiüt (SN észreveszi), nem rájuk van szükség, hanem a katasztrófaelhárítókra és mentősökre (VAN). 

Vannak aztán hálózatok, melyeket bizonyos határozott ingerek vagy mentális állapotok kapcsolnak be. Ezek között lehetnek kölcsönhatások, aktiválódhatnak egyszerre is. Például egy érzelmileg színezett látvány egyszerre kapcsolhatja be a vizuális és a limbikus hálózatot is.

Limbikus hálózat
Funkció: Érzelemfeldolgozás, memória, motiváció
Főbb struktúrák: amigdala, hippokampusz, orbitofrontális kéreg, anterior cinguláris kéreg

Sensorimotor hálózat
Funkció: Szenzoros feldolgozás, mozgástervezés és kivitelezés
Főbb régiók: elsődleges motoros kéreg (M1), elsődleges szenzoros kéreg (S1), premotoros kéreg

Vizuális hálózat
Funkció: Látásfeldolgozás, vizuális figyelem
Főbb régiók: elsődleges látókéreg (V1), látó asszociációs területek (V2–V5)

Nyelvi hálózat
Funkció: Nyelvi megértés, beszédprodukció
Főbb régiók: Broca-terület (inferior frontális gyrus), Wernicke-terület (posterior temporális lebeny), angularis és supramarginalis tekervény, elsődleges hallókéreg.
Aktiválódhat. ha valaki beszél hozzánk, mi beszélünk, írunk-olvasunk, belső monológra, kommunikációs célú gondolkodáskor, nyelvtani szabályok szabályokat vagy a nyelvi munkamemóriát használjuk.

Ezek a hálózatok nem elszigetelten működnek, hanem dinamikus kölcsönhatásban. Pl. az SN érzékeli mi fontos, és átadja a munkát a figyelmi (VAN vagy DAN) vagy végrehajtó (FPCN) hálózatoknak. A DMN kikapcsolódik, amikor az FPCN hálózat aktív. És valószínűleg akad még olyan eset, amikor az itt felsoroltakon kívül más hálózatokba is szerveződhetnek agykérgi területek.

Láttuk a szereplőket. A következőkben megnézzük hogyan hatnak kölcsön, és ki a rendező, aki a színre hívja őket?