Jaringan mode default aktif selama kondisi istirahat
Dapatkah Anda membayangkan betapa beratnya harus benar-benar memikirkan setiap tindakan kecil yang Anda lakukan setiap hari?
Untungnya, pikiran kita mengembara dan kita melamun saat melakukan tugas-tugas rutin, seperti mengemudi untuk bekerja, mandi, atau menyiram tanaman. Menariknya, bagian otak yang sama terhubung ke lamunan dan masuk ke autopilot berbasis memori: jaringan mode default (DMN).
Selain itu, penelitian baru menunjukkan bahwa DMN memainkan peran integral dalam mode autopilot.
Jaringan Mode Default
DMN, atau "jaringan melamun," tersebar di berbagai wilayah korteks yang saling berhubungan, termasuk lobus frontal, parietal, dan temporal. Korteks adalah lapisan luar otak .
Lebih khusus lagi, DMN dibagi menjadi tiga subdivisi utama:
- Korteks prefrontal media ventral
- Korteks prefrontal dorsal medial
- The posterior cingulated cortex dan precuneus yang berdekatan ditambah lateral parietal cortex (yaitu, area Brodmann 39)
Korteks entorhinal juga telah terikat pada DMN.
Yang penting, korteks prefrontal berada di depan otak dan mengatur pikiran, perilaku, dan emosi yang kompleks.
Seperti banyak hal dalam sains, penemuan DMN itu kebetulan. Pada tahun 1997, menggunakan tomografi positron-emisi, sejenis studi otak-pencitraan, Shulman, dan rekan menemukan bahwa dibandingkan dengan keadaan istirahat, aliran darah di atas konstelasi daerah otak berkurang saat melakukan tujuan baru, non-self-referensial, tugas yang diarahkan.
Dari catatan, penurunan aliran darah di area otak ini berarti menurunnya aktivitas.
Pada tahun 2001, Raichle dan rekannya mengambil langkah penting berikutnya dalam menentukan bahwa aktivitas ini menurun bukanlah kebetulan ... bahwa mereka bukan aktivasi dalam keadaan istirahat yang disebabkan oleh pikiran yang tidak terkontrol secara eksperimental.
Dalam artikel ulasan 2015 berjudul “Jaringan Mode Default Otak,” Raichle menulis yang berikut:
Kami menggunakan positron emission tomography (PET) pengukuran aliran darah regional dan konsumsi oksigen untuk menunjukkan, dengan menetapkan kriteria metabolisme untuk aktivasi, bahwa area yang secara konsisten menunjukkan pengurangan aktivitas selama kinerja tugas tidak diaktifkan dalam keadaan istirahat. Artikel kami berjudul, 'A Default Mode of Brain Function.' Kami menyimpulkan bahwa area otak diamati untuk mengurangi aktivitas mereka selama tugas yang menuntut perhatian, tugas yang diarahkan pada tujuan tidak diaktifkan dalam keadaan istirahat tetapi, agaknya, merupakan indikasi dari suatu organisasi yang belum dikenali sebelumnya dalam aktivitas otak atau aktivitas yang sedang berlangsung.
Pada tahun 2015, penemuan DMN telah menelurkan hampir 3.000 makalah mengenai topik ini. Kami telah belajar bahwa DMN paling aktif ketika orang dibiarkan sendiri dengan pikiran mereka atau melakukan perilaku otomatis, refleksif, terpelajar dalam konteks tertentu dalam lingkungan yang stabil — seperti menonton film atau mengendarai mobil di sepanjang rute yang sudah dikenalnya. Lingkungan ini adalah kondisi istirahat yang tenang ketika seseorang tidak terfokus pada dunia luar. Sebaliknya, di lingkungan eksperimental yang dianggap intensif dan menyedot kognitif — seperti mencari tahu teka-teki — DMN kurang aktif.
Banyak peran DMN masih sedang dijelaskan. DMN terkait dengan memori episodik dan konsolidasi memori serta proses sosial dan yang berhubungan dengan diri. DMN juga terkait dengan pemikiran tentang masa depan, mengenang masa lalu, dan kreativitas. Menurut Raichle, pada manusia, penelitian telah menunjukkan bahwa DMN "instantiates proses yang mendukung pemrosesan emosional (VMPC), aktivitas mental referensi diri (DMPC), dan rekoleksi pengalaman sebelumnya."
Dalam sebuah studi 2009 yang diterbitkan dalam Human Brain Mapping , Uddin dan rekan-penulis menulis hal berikut mengenai DMN: "Meskipun ada kemungkinan bahwa satu teori komprehensif akan muncul menjelaskan kemampuan jaringan untuk mendukung beragam fungsi, kemungkinan yang lebih besar adalah bahwa jaringan mode default terdiri dari subdivisi atau subjaringan yang terdiferensiasi secara fungsional. ”
Menariknya, selama meditasi, aktivitas DMN menurun. Temuan ini masuk akal karena meditasi adalah waktu pikiran yang mengembara dan pikiran referensi diri. Selama meditasi, seseorang berkonsentrasi pada pengalaman langsung dan mengalihkan perhatian dari gangguan.
DMN dan Autopilot
DMN pertama kali diimpikan sebagai informasi yang secara luas muncul di lingkungan eksternal dan internal seseorang. Karena DMN pertama kali diidentifikasi selama keadaan istirahat, itu tergoda untuk berpikir bahwa DMN hanya bertanggung jawab untuk melamun, pikiran mengembara, dan pikiran spontan. Kognisi spontan sering melibatkan pemikiran tentang masa lalu dan masa depan, yang juga bergurau dengan peran yang dirasakan dari DMN. Namun, DMN memainkan peran yang lebih mendasar dalam kesadaran.
Dalam studi 2017 berjudul “Kontribusi mode default untuk pemrosesan informasi otomatis,” Vatansever dan rekan-penulis menemukan bahwa DMN benar-benar mengalihkan otak ke autopilot berbasis memori setelah kita memahami suatu tugas. Para penulis menghipotesiskan kerangka kerja yang mungkin untuk proses ini.
Vatansever dan rekan-penulisnya berhipotesis bahwa otak kita disambungkan untuk terus mengantisipasi peristiwa eksternal. Kami terus menerus menginternalisasi setiap penyimpangan di lingkungan untuk membentuk dasar dari harapan kami. Harapan ini kemudian digunakan untuk menginformasikan pengambilan keputusan dan interpretasi, prediksi, dan tindakan terhadap tuntutan lingkungan.
Memang, aktivitas intrinsik otak, khususnya DMN, yang menggunakan sebagian besar pasokan energi otak kita, disarankan untuk mencerminkan model-model internal dunia yang dapat membantu dalam penafsiran lingkungan kita. Meskipun proses prediktif seperti itu mungkin merupakan mekanisme umum dimana otak memproses informasi secara keseluruhan, apa yang membedakan DMN adalah kemampuannya untuk menyediakan ruang kerja umum untuk konvergensi informasi dengan koneksi fungsional dan strukturalnya yang luas ke seluruh otak dan khususnya aksesnya ke informasi berbasis memori. Kapasitas integratif DMN ini dianggap sebagai ciri kesadaran, yang sebelumnya telah dikaitkan dengan integritas DMN.
Dalam penelitian ini, para peneliti Universitas Cambridge merekrut 28 peserta untuk terlibat dalam tugas sambil berbaring dalam pemindai MRI fungsional. Para peserta ditunjukkan empat kartu dan diminta untuk mencocokkan kartu target ke empat kartu ini. Kartu target bisa cocok dengan warna, bentuk, atau angka, dan peserta perlu mencari tahu aturan untuk pencocokan. Scanner MRI fungsional mengukur kadar oksigen di otak, yang berfungsi sebagai proxy untuk aktivitas otak.
Ada dua tahap dalam tugas ini. Tahap pertama adalah akuisisi di mana para relawan belajar mencocokkan aturan melalui trial and error. Tahap kedua adalah aplikasi di mana para relawan sudah tahu aturannya dan sekarang menerapkannya.
Para peneliti menemukan bahwa selama tahap akuisisi, jaringan perhatian dorsal paling aktif. Jaringan perhatian dorsal terhubung dengan pemrosesan informasi yang menuntut perhatian. Selama tahap aplikasi, ketika para peserta sudah tahu aturan dan hanya menerapkannya, DMN lebih aktif.
Para peneliti juga mengamati bahwa selama tahap aplikasi, semakin kuat hubungan antara aktivitas di DMN dan area otak yang terlibat dalam memori seperti hippocampus, semakin cepat peserta mampu merespon tugas. Temuan ini menunjukkan bahwa selama tahap aplikasi, otak mencelupkan ke dalam memori, dan menanggapi tugas menggunakan aturan dari memori.
Tampaknya DMN dengan koneksi beragam di seluruh otak membantu membentuk kerangka kerja proaktif di otak. Dalam konteks dan waktu keadaan istirahat atau rutin yang terjaga, DMN membuat prediksi berbasis memori dan dengan demikian memungkinkan kita untuk berfungsi dengan autopilot. Namun, ketika DMN tidak dapat memprediksi masa depan dengan cara yang dapat diandalkan, autopilot beralih ke mode "manual" dan bagian dari otak kita yang memproses informasi yang menuntut perhatian mengambil alih.
Menurut para peneliti, kerangka kerja ini yang dibentuk oleh DMN dapat memberikan "perancah yang sangat penting untuk menjelaskan tidak hanya aktivitas DMN yang sedang berlangsung dalam kondisi 'istirahat' yang stabil, tetapi juga kontribusinya terhadap interaksi sosial (misalnya, teori pikiran, intuisi, dan stereotyping), kesadaran diri, kreativitas, dan berbagai domain kognitif lainnya yang semuanya memerlukan penggunaan informasi yang terpelajar untuk memprediksi dunia di sekitar kita. ”
Implikasi
Seperti peran DMN itu sendiri, implikasi dari penelitian DMN yang dilakukan oleh Vatansever luas dan dapat membantu kita lebih memahami kondisi seperti cedera otak traumatis. Dalam cedera otak traumatis, masalah dengan ingatan dan impulsivitas menyulitkan reintegrasi sosial. Selain itu, temuan ini dapat membantu kita lebih memahami jenis penyakit mental lainnya termasuk kecanduan , depresi , dan gangguan obsesif-kompulsif . Akhirnya, penelitian ini dapat membantu menjelaskan mekanisme obat anestesi di otak.
Intinya
Sejak penemuannya hampir 20 tahun lalu, DMN telah menjadi anugerah bagi para peneliti ilmiah dan telah membantu membentuk kembali cara kita berpikir tentang fungsi otak. Dengan setiap tahun yang berlalu, kita belajar lebih banyak tentang jaringan multifaset yang memainkan peran integral dalam kesadaran. Penelitian yang menjelaskan perannya dalam autopilot berbasis memori mengambil pemahaman kita tentang DMN satu langkah lebih lanjut dengan memperkuat bahwa DMN bukan hanya kebisingan latar belakang dan merupakan saluran penting untuk informasi.
Pada catatan terakhir, pemahaman yang lebih baik tentang DMN telah membantu menjelaskan pengalaman batin menjadi manusia. Pertimbangkan deskripsi ini oleh Callard dan Margulies dari artikel berjudul "Apa yang kita bicarakan ketika kita berbicara tentang jaringan mode default":
DMN telah sangat produktif dalam membawa bidang dan metode yang selama ini terpinggirkan di dalam lingkup neuroscience kognitif - dan, melalui penyerangan semacam itu, memicu garis baru penyelidikan konseptual dan metodologis. Topik-topik seperti pengembaraan pikiran, yang sebelumnya dianggap sangat di luar lingkup psikologi kognitif, telah muncul sebagai bidang penelitian yang memanas. Peneliti neuropsikoanalitik telah menemukan DMN menjadi konsep yang kaya yang digunakan untuk memajukan formulasi tentang energi psikis, konsep psikodinamik diri dalam kaitannya dengan objek dan fantasi.
> Sumber:
> Callard F, Margulies DS. Apa yang kita bicarakan ketika kita berbicara tentang jaringan mode default. Front Hum Neurosci. 2014; 8: 619.
> Raichle ML. Jaringan Mode Default Otak. Annu. Pdt. Neurosci. 2015. 38: 433–47.
> Uddin LQ, dkk. Konektivitas fungsional komponen jaringan mode default: korelasi, antikorelasi, dan kausalitas. Hum Brain Mapp. 2009 Feb; 30 (2): 625-37.
> Vatansever D, Menon DK, Stamatakis EA. Kontribusi mode default untuk pemrosesan informasi otomatis. Proc Natl Acad Sci US A. 2017; pii: 201710521.