وقتی هیچ کاری انجام نمی دهیم مغز چه می کند؟ راز فعالیت مغز در زمان استراحت

بسیاری از ما تصور می کنیم زمانی که روی مبل نشسته ایم، به نقطه ای خیره شده ایم یا اجازه می دهیم ذهنمان آزادانه پرسه بزند، مغز نیز به حالت استراحت کامل می رود. پژوهش های علوم اعصاب نشان می دهند که این تصور چندان دقیق نیست. مغز انسان حتی در زمان هایی که هیچ وظیفه مشخصی انجام نمی دهیم، همچنان فعال است و بخش قابل توجهی از انرژی خود را مصرف می کند.

همزمان با روز جهانی مغز در ۲۲ ژوئیه، می توان به یکی از مهم ترین کشفیات دو دهه اخیر علوم اعصاب پرداخت؛ کشف شبکه ای به نام «شبکه حالت پیش فرض» که در زمان استراحت، خیال پردازی، مرور خاطرات و فکر کردن درباره خود و دیگران فعال می شود. این شبکه نشان می دهد سکوت ظاهری ذهن، در واقع صحنه فعالیت های پیچیده ای است که به حافظه، هویت و تداوم تجربه آگاهانه ما کمک می کنند.

مغز در زمان استراحت واقعا خاموش نمی شود

زمانی که کاری مانند حل مسئله، ورزش کردن، رانندگی یا پاسخ دادن به یک آزمون دشوار را انجام می دهیم، فعالیت برخی نواحی مغز افزایش پیدا می کند. این نواحی وظیفه پردازش اطلاعات مورد نیاز برای انجام همان فعالیت را بر عهده دارند. با این حال، تصویربرداری های مغزی نشان داده اند که پایان یک وظیفه به معنای خاموش شدن مغز نیست.

وقتی توجه انسان از محیط بیرونی فاصله می گیرد، مجموعه دیگری از نواحی مغز فعالیت بیشتری پیدا می کنند. این بخش ها هنگام فکر کردن به گذشته، تصور آینده، خیال پردازی، ارزیابی رفتار خود و درک احساسات دیگران فعال هستند. بنابراین استراحت ذهنی به معنای نبود فعالیت عصبی نیست، بلکه نوع فعالیت مغز از پردازش محرک های بیرونی به پردازش تجربه های درونی تغییر می کند.

شبکه حالت پیش فرض مغز چیست؟

شبکه حالت پیش فرض یا Default Mode Network مجموعه ای از نواحی به هم پیوسته مغز است که فعالیت آن ها هنگام استراحت و کاهش تمرکز بر وظایف بیرونی افزایش پیدا می کند. این شبکه را نباید یک بخش مستقل از مغز دانست، بلکه اجزای آن در نقاط مختلف مغز قرار گرفته اند و به شکل هماهنگ با یکدیگر کار می کنند.

قشر پیش پیشانی میانی، قشر سینگولیت خلفی، پره کنئوس و شکنج زاویه ای از مهم ترین بخش های مرتبط با این شبکه هستند. این نواحی در فرایندهایی مانند بازیابی خاطرات، خودشناسی، پیش بینی آینده، قضاوت درباره رفتارها و پردازش اطلاعات اجتماعی نقش دارند. همکاری این بخش ها سبب می شود مغز بتواند تجربه های پراکنده را به یک روایت قابل فهم تبدیل کند.

درست مانند یک ارکستر که نتیجه کار آن تنها حاصل صدای یک ساز نیست، عملکرد شبکه حالت پیش فرض نیز از تعامل میان چندین ناحیه مغزی شکل می گیرد. هر ناحیه بخشی از پردازش را انجام می دهد، اما نتیجه نهایی تنها زمانی ایجاد می شود که این بخش ها هماهنگ با یکدیگر فعالیت کنند.

شبکه حالت پیش فرض چگونه کشف شد؟

در اواخر قرن بیستم، پژوهشگران هنگام تصویربرداری از مغز متوجه پدیده جالبی شدند. زمانی که افراد یک وظیفه مشخص را انجام می دادند، فعالیت بعضی نواحی مغز افزایش پیدا می کرد، اما همزمان فعالیت مجموعه ثابتی از نواحی دیگر کاهش می یافت. این الگو در وظایف متفاوت بارها تکرار شد.

پژوهشگران ابتدا این بخش ها را «نواحی منفی وظیفه» نامیدند، زیرا فعالیت آن ها هنگام آغاز یک وظیفه بیرونی کاهش پیدا می کرد. مارکوس رایکل و همکارانش این احتمال را مطرح کردند که چنین نواحی در حالت پایه مغز فعال هستند و هنگام تمرکز بر فعالیت های هدفمند، فعالیتشان موقتا کمتر می شود.

رایکل در مقاله ای که در سال ۲۰۰۱ منتشر شد، این الگو را «حالت پیش فرض عملکرد مغز» نامید. این پژوهش نشان داد مغز دارای یک وضعیت پایه سازمان یافته است که هنگام انجام رفتارهای هدفمند تغییر می کند. پژوهش های بعدی نیز مشخص کردند این نواحی یک شبکه منسجم و تعاملی تشکیل می دهند.

مغز هنگام خیال پردازی چه کارهایی انجام می دهد؟

سرگردانی ذهن همیشه نشانه حواس پرتی بی فایده نیست. زمانی که ذهن از وظایف روزمره فاصله می گیرد، مغز می تواند اطلاعات گذشته را بازبینی کند، سناریوهای احتمالی آینده را بسازد و تجربه های مختلف را با یکدیگر ارتباط دهد. این فرایندها ممکن است در حل مسئله، برنامه ریزی و شناخت بهتر خود نقش داشته باشند.

فعالیت های مهم شبکه حالت پیش فرض عبارتند از:

• مرور و بازسازی خاطرات شخصی
• تصور رویدادها و موقعیت های احتمالی آینده
• فکر کردن درباره احساسات و افکار دیگران
• ارزیابی رفتارها و تصمیم های گذشته
• پردازش زبان و روایت های ذهنی
• شکل دادن به برداشت فرد از هویت خود
• ایجاد ارتباط میان تجربه های پراکنده زندگی

این شبکه به انسان اجازه می دهد از لحظه حال فاصله بگیرد و اتفاقاتی را تصور کند که اکنون در برابر او قرار ندارند. چنین قابلیتی بخش مهمی از برنامه ریزی، خلاقیت، همدلی و یادگیری از تجربه های گذشته محسوب می شود.

نقش شبکه حالت پیش فرض در ساخت هویت فردی

یکی از نظریه های مهم درباره شبکه حالت پیش فرض این است که این شبکه به ساختن «روایت درونی» کمک می کند. روایت درونی همان داستانی است که هر فرد درباره گذشته، ویژگی ها، روابط، شکست ها، موفقیت ها و آینده خود در ذهن دارد.

وینود منون معتقد است عملکردهای ظاهرا متفاوت این شبکه، مانند یادآوری گذشته، تصور آینده، فکر کردن به دیگران و پردازش زبان، ممکن است همگی در خدمت ساختن یک روایت منسجم از خود باشند. مغز با کنار هم قرار دادن خاطرات و تجربه ها، احساسی پیوسته از هویت ایجاد می کند.

به بیان ساده، شبکه حالت پیش فرض به مغز کمک می کند به پرسش هایی مانند «من چه کسی هستم؟»، «چرا چنین تصمیمی گرفتم؟» و «در آینده چه اتفاقی ممکن است رخ دهد؟» پاسخ دهد. البته پژوهشگران تاکید می کنند که نمی توان تمام عملکردهای این شبکه را تنها به یک وظیفه محدود کرد، زیرا شبکه های مغزی معمولا چندین فرایند شناختی را به صورت همزمان مدیریت می کنند.

تعامل شبکه حالت پیش فرض با سایر شبکه های مغز

شبکه حالت پیش فرض به تنهایی فعالیت نمی کند و عملکرد آن به ارتباط مستمر با سایر شبکه های مغزی وابسته است. مغز باید بتواند در زمان مناسب میان توجه به دنیای درون و تمرکز بر محیط بیرونی جابه جا شود. این تغییر وضعیت با همکاری شبکه های مختلف انجام می شود.

یکی از این شبکه ها «شبکه برجستگی» است که اطلاعات مهم و نیازمند توجه را شناسایی می کند. زمانی که یک محرک مهم در محیط ظاهر می شود، شبکه برجستگی به مغز کمک می کند فعالیت شبکه حالت پیش فرض را کاهش دهد و منابع شناختی را به سمت محرک بیرونی هدایت کند.

شبکه پیشانی آهیانه ای نیز در کنترل شناختی، برنامه ریزی، حل مسئله و حفظ تمرکز نقش دارد. تعامل مناسب میان این شبکه ها سبب می شود فرد بتواند از خیال پردازی به تمرکز و از تمرکز بیرونی به خوداندیشی بازگردد.

نظریه سه شبکه و اختلالات روانی

وینود منون در نظریه سه شبکه پیشنهاد کرده است که اختلال در هماهنگی میان شبکه حالت پیش فرض، شبکه برجستگی و شبکه پیشانی آهیانه ای ممکن است در برخی اختلالات روانی و عصبی نقش داشته باشد. این نظریه به جای تمرکز بر یک ناحیه منفرد، چگونگی ارتباط شبکه های بزرگ مغزی را بررسی می کند.

بر اساس این دیدگاه، مشکلات مربوط به تشخیص اطلاعات مهم، کنترل توجه یا تغییر میان افکار درونی و وظایف بیرونی ممکن است با اختلال در تعامل این سه شبکه ارتباط داشته باشند. پژوهشگران این الگو را در زمینه افسردگی، اضطراب، اسکیزوفرنی، اوتیسم و برخی انواع زوال عقل بررسی کرده اند.

با این حال، این نظریه به معنای آن نیست که بیماری های روانی تنها بر اثر اختلال در سه شبکه مغزی ایجاد می شوند. ژنتیک، محیط، تجربه های زندگی، شرایط اجتماعی و عملکرد سایر بخش های مغز نیز در شکل گیری این اختلالات نقش دارند. نظریه سه شبکه بیشتر یک چارچوب برای درک بهتر ارتباط میان سامانه های مغزی است.

ارتباط شبکه حالت پیش فرض با افسردگی

برخی پژوهش ها تغییر در فعالیت یا اتصال شبکه حالت پیش فرض را در افراد مبتلا به افسردگی گزارش کرده اند. این تغییرات ممکن است با نشخوار فکری، تمرکز بیش از حد بر افکار منفی و دشواری در تغییر توجه از تجربه های درونی به محیط بیرونی ارتباط داشته باشند.

با این حال، نتایج همه مطالعات یکسان نیست. برخی پژوهش ها افزایش ارتباط درون شبکه حالت پیش فرض را گزارش کرده اند و برخی دیگر کاهش اتصال میان بخش های این شبکه یا اختلال در ارتباط آن با شبکه های دیگر را نشان داده اند. تفاوت در سن، شدت بیماری، سابقه درمان و روش تصویربرداری می تواند بخشی از این اختلاف ها را توضیح دهد.

بررسی های جدید نیز نشان می دهند افسردگی احتمالا یک وضعیت کاملا یکدست نیست و ممکن است الگوهای عصبی متفاوتی در افراد مختلف داشته باشد. به همین دلیل، هنوز نمی توان از فعالیت شبکه حالت پیش فرض به عنوان یک ابزار قطعی برای تشخیص افسردگی استفاده کرد.

آیا بیکار ماندن برای مغز مفید است؟

اختصاص دادن زمان هایی کوتاه به سکوت، استراحت و رهایی ذهن می تواند فرصتی برای مرور تجربه ها و سازمان دهی افکار ایجاد کند. البته این موضوع به معنای آن نیست که هر نوع سرگردانی ذهنی همیشه مفید است. خیال پردازی خلاقانه با نشخوار فکری اضطراب آور یا تکرار مداوم افکار منفی تفاوت دارد.

هنگامی که ذهن آزادانه میان خاطرات، ایده ها و آینده احتمالی حرکت می کند، ممکن است ارتباط هایی را پیدا کند که هنگام تمرکز شدید قابل مشاهده نیستند. به همین دلیل، قدم زدن بدون تلفن همراه، استراحت میان کارها یا چند دقیقه سکوت می تواند زمینه مناسبی برای تفکر و بازیابی ذهنی فراهم کند.

مهم این است که میان تمرکز هدفمند و استراحت ذهنی تعادل برقرار شود. مغز برای عملکرد مطلوب هم به دوره های توجه نیاز دارد و هم به فرصت هایی که در آن بتواند اطلاعات درونی را پردازش کند.

جمع بندی

کشف شبکه حالت پیش فرض یکی از مهم ترین پیشرفت های علوم اعصاب معاصر بود، زیرا نشان داد مغز حتی در زمان استراحت نیز خاموش و بی فعالیت نیست. هنگامی که ظاهرا هیچ کاری انجام نمی دهیم، مغز ممکن است خاطرات را مرور کند، آینده را تصور کند، افکار دیگران را حدس بزند و روایت منسجمی از هویت و تجربه های ما بسازد.

پژوهش های جدید نشان می دهند عملکرد ذهن تنها نتیجه فعالیت نواحی جداگانه نیست، بلکه از تعامل پویا میان شبکه های مختلف مغزی شکل می گیرد. بررسی این تعامل ها می تواند به شناخت بهتر حافظه، هویت، توجه و برخی اختلالات روانی و عصبی کمک کند.

بنابراین زمانی که در سکوت نشسته اید و ذهنتان ظاهرا بدون هدف پرسه می زند، مغز شما بیکار نیست. این اندام پیچیده در پشت صحنه مشغول مرتب کردن گذشته، تفسیر اکنون و ساختن تصویری از آینده است؛ فعالیتی که به شکل گیری احساس پیوسته «خود» و روایت زندگی ما کمک می کند.