Le réseau de mode par défaut est actif pendant les états de repos
Pouvez-vous imaginer à quel point il serait pénible de penser à chaque petite action que vous entreprenez tous les jours?
Heureusement, nos esprits errent et nous rêvons tout en faisant des tâches routinières, comme conduire au travail, prendre une douche ou arroser les plantes. Fait intéressant, la même partie du cerveau est liée à la fois à la rêverie et au pilotage automatique basé sur la mémoire: le réseau en mode par défaut (DMN).
De plus, de nouvelles recherches montrent que le DMN joue un rôle essentiel en mode pilote automatique.
Le réseau en mode par défaut
Le DMN, ou «réseau de rêverie», est réparti sur diverses régions interconnectées du cortex, y compris les lobes frontal, pariétal et temporal. Le cortex est la couche externe du cerveau .
Plus précisément, le DMN est divisé en trois subdivisions principales:
- Le cortex préfrontal des médias ventraux
- Le cortex préfrontal médial dorsal
- Le cortex cingulaire postérieur et le précunéum adjacent plus le cortex pariétal latéral (c.-à-d. La région de Brodmann 39)
Le cortex entorhinal a également été lié au DMN.
Fait important, le cortex préfrontal est à l'avant du cerveau et régule la pensée complexe, le comportement et l'émotion.
Comme avec beaucoup de choses dans la science, la découverte de la DMN était fortuite. En 1997, en utilisant la tomographie par émission de positons, Shulman et ses collègues ont constaté que, comparé à un état de repos, le flux sanguin sur une constellation de zones cérébrales était réduit tout en réalisant un nouvel objectif, non auto-référentiel. Tâches redirigées
Il convient de noter que la diminution du flux sanguin dans ces zones cérébrales entraîne une diminution de l'activité.
En 2001, Raichle et ses collègues ont pris la prochaine étape cruciale pour déterminer que ces baisses d'activité n'étaient pas un coup de chance ... qu'elles n'étaient pas des activations à l'état de repos causées par des pensées expérimentalement incontrôlées.
Dans un article de revue de 2015 intitulé «Le réseau du mode par défaut du cerveau», Raichle écrit ce qui suit:
Nous avons utilisé des mesures de tomographie par émission de positrons (TEP) du débit sanguin régional et de la consommation d'oxygène pour montrer, par des critères métaboliques établis pour l'activation, que les zones présentant des réductions d'activité constantes pendant l'exécution du travail n'étaient pas activées. Notre article était intitulé «Un mode par défaut de la fonction cérébrale». Nous avons conclu que les zones cérébrales observées pour diminuer leur activité pendant les tâches exigeantes et orientées vers un but n'étaient pas activées à l'état de repos, mais indiquaient plutôt une organisation jusqu'alors non reconnue dans l'activité intrinsèque ou continue du cerveau.
En 2015, la découverte de la DMN avait engendré près de 3000 articles sur le sujet. Nous avons appris que le DMN est plus actif lorsque les gens sont laissés seuls avec leurs pensées ou effectuent des comportements automatiques, réflexifs et appris dans des contextes spécifiques dans des environnements stables, comme regarder un film ou conduire une voiture sur un itinéraire familier. Ces environnements sont des états de repos éveillés lorsqu'une personne n'est pas concentrée sur le monde extérieur. Inversement, dans les environnements expérimentaux à forte intensité de pensée et à forte charge cognitive - comme la recherche d'un casse-tête - le DMN est moins actif.
Les nombreux rôles de la DMN sont encore élucidés. Le DMN est lié à la mémoire épisodique et à la consolidation de la mémoire, ainsi qu'aux processus sociaux et auto-liés. Le DMN est également lié à la réflexion sur le futur, à la réminiscence du passé et à la créativité. Selon Raichle, chez les humains, des études ont montré que le DMN «instancie les processus qui soutiennent le traitement émotionnel (VMPC), l'activité mentale auto-référentielle (DMPC), et le souvenir des expériences antérieures».
Dans une étude de 2009 publiée dans Human Brain Mapping , Uddin et ses co-auteurs écrivent ce qui suit concernant le DMN: "Bien qu'il soit possible qu'une théorie globale expliquera la capacité du réseau à supporter un tel éventail de fonctions, la plus grande probabilité est que le réseau en mode par défaut est constitué de subdivisions ou de sous-réseaux fonctionnellement différentiables. "
Fait intéressant, au cours de la méditation, l'activité DMN diminue. Cette conclusion a du sens parce que la méditation est une période d'errance mentale réduite et de pensée auto-référentielle. Pendant la méditation, une personne se concentre sur l'expérience immédiate et détourne l'attention des distractions.
DMN et pilote automatique
Le DMN a d'abord été envisagé comme une information qui survient généralement dans l'environnement externe et interne d'une personne. Parce que le DMN a d'abord été identifié au repos, il est tentant de penser que le DMN est simplement responsable de la rêverie, de l'esprit vagabond et des pensées spontanées. La cognition spontanée implique souvent des pensées sur le passé et le futur, ce qui se répercute également sur le rôle perçu du DMN. Cependant, le DMN joue un rôle beaucoup plus fondamental dans la conscience.
Dans une étude de 2017 intitulée «Contributions de mode par défaut au traitement automatisé de l'information», Vatansever et ses co-auteurs trouvent que le DMN fait basculer le cerveau sur le pilote automatique basé sur la mémoire une fois que nous comprenons une tâche. Les auteurs émettent l'hypothèse d'un cadre possible pour ce processus.
Vatansever et ses co-auteurs émettent l'hypothèse que nos cerveaux sont câblés pour anticiper continuellement les événements externes. Nous intériorisons constamment les irrégularités dans l'environnement pour former la base de nos attentes. Ces attentes sont ensuite utilisées pour informer notre prise de décision et interpréter, prédire et agir sur les demandes environnementales.
En effet, l'activité intrinsèque du cerveau, en particulier celle du DMN, qui utilise une partie considérable de l'énergie de notre cerveau, est suggérée pour refléter de tels modèles internes du monde qui pourraient aider à l'interprétation de notre environnement. Bien qu'un tel traitement prédictif puisse constituer le mécanisme commun par lequel le cerveau traite l'information dans son ensemble, ce qui distingue le DMN est sa capacité à fournir un espace de travail commun pour la convergence des informations avec ses connexions fonctionnelles et structurelles au reste du cerveau. spécifiquement son accès à des informations basées sur la mémoire. Cette capacité d'intégration du DMN est considérée comme une caractéristique de la conscience, dont les niveaux ont été précédemment associés à l'intégrité du DMN.
Dans l'étude, les chercheurs de l'Université de Cambridge ont recruté 28 participants pour effectuer une tâche tout en se trouvant dans un scanner IRM fonctionnel. Les participants ont montré quatre cartes et ont demandé à faire correspondre une carte cible à ces quatre cartes. La carte cible peut correspondre par couleur, forme ou nombre, et les participants doivent déterminer la règle de correspondance. Le scanner IRM fonctionnel a mesuré les niveaux d'oxygène dans le cerveau, qui ont servi de proxy pour l'activité cérébrale.
Il y avait deux étapes dans cette tâche. La première étape était une acquisition au cours de laquelle les volontaires ont appris à faire correspondre la règle par le biais d'essais et d'erreurs. La deuxième étape était une application dans laquelle les volontaires avaient déjà compris la règle et l'appliquaient maintenant.
Les chercheurs ont constaté que durant la phase d'acquisition, le réseau d'attention dorsale était le plus actif. Le réseau d'attention dorsale est lié au traitement d'informations exigeantes. Au cours de la phase de candidature, lorsque les participants connaissaient déjà la règle et ne faisaient que l'appliquer, le DMN était plus actif.
Les chercheurs ont également observé qu'au cours de la phase d'application, plus la relation entre l'activité dans le DMN et les zones du cerveau impliquées dans la mémoire telles que l'hippocampe était forte, plus les participants étaient capables de répondre à la tâche. Cette découverte suggère que pendant la phase d'application, le cerveau plongeait dans la mémoire, et répondait à la tâche en utilisant une règle de la mémoire.
Il semble que le DMN avec ses diverses connexions à travers le cerveau aide à établir un cadre proactif dans le cerveau. Dans les contextes établis et les périodes d'état de repos ou de routine, le DMN effectue des prédictions basées sur la mémoire et nous permet ainsi de fonctionner sur le pilote automatique. Cependant, lorsque le DMN n'est pas capable de prédire l'avenir de manière fiable, le pilote automatique passe en mode «manuel» et les parties de notre cerveau qui traitent les informations demandant de l'attention prennent le relais.
Selon les chercheurs, ce cadre établi par la DMN pourrait fournir «un échafaudage très important pour expliquer non seulement l'activité continue de la DMN dans des conditions de repos stables, mais aussi sa contribution aux interactions sociales (par exemple, la théorie de l'esprit, l'intuition, et le stéréotypage), un sens de soi conscient, la créativité et une variété d'autres domaines cognitifs qui requièrent tous l'utilisation stable de l'information apprise pour prédire le monde qui nous entoure. "
Implications
Comme le rôle de la DMN elle-même, les implications de la recherche DMN faite par Vatansever sont larges et pourraient nous aider à mieux comprendre des conditions comme les lésions cérébrales traumatiques. Dans les lésions cérébrales traumatiques, les problèmes de mémoire et d'impulsivité rendent difficile la réintégration sociale. En outre, ces résultats peuvent nous aider à mieux comprendre d'autres types de maladies mentales, y compris la toxicomanie , la dépression et le trouble obsessionnel-compulsif . Enfin, cette recherche pourrait aider à élucider les mécanismes des médicaments anesthésiques sur le cerveau.
Bottom Line
Depuis sa découverte il y a près de 20 ans, le DMN a été une aubaine pour les chercheurs scientifiques et a contribué à remodeler la façon dont nous pensons au fonctionnement du cerveau. Avec chaque année qui passe, nous en apprenons davantage sur ce réseau à multiples facettes qui joue un rôle intégral dans la conscience. La recherche expliquant son rôle dans le pilote automatique basé sur la mémoire renforce notre compréhension du DMN en renforçant le fait que le DMN n'est pas simplement un bruit de fond et qu'il est un important canal d'information.
Sur une note finale, une meilleure compréhension de la DMN a aidé à faire la lumière sur l'expérience intérieure de l'être humain. Considérez cette description par Callard et Margulies à partir d'un article intitulé "Ce dont nous parlons quand nous parlons du réseau en mode par défaut":
Le DMN a été remarquablement productif en introduisant des champs et des méthodes jusque-là marginalisés dans les périmètres de la neuroscience cognitive - et, à travers de telles incursions, a suscité de nouvelles lignes d'enquête conceptuelle et méthodologique. Des sujets tels que l'esprit-errance, précédemment considéré largement au-delà de la portée de la psychologie cognitive, ont émergé comme domaines de recherche chauffée. Les chercheurs en neuropsychanalyse ont trouvé que le DMN était un concept riche à travers lequel avancer des formulations sur l'énergie psychique, les concepts psychodynamiques de soi par rapport aux objets et au fantasme.
> Sources:
> Callard F, Margulies DS. Ce dont nous parlons quand nous parlons du réseau en mode par défaut. Front Hum Neurosci. 2014; 8: 619.
> Raichle ML. Le réseau du mode par défaut du cerveau. Annu. Rev Neurosci. 2015. 38: 433-47.
> Uddin LQ, et al. Connectivité fonctionnelle des composants du réseau en mode par défaut: corrélation, anticorrélation et causalité. Hum Brain Mapp. 2009 février; 30 (2): 625-37.
> Vatansever D, Menon DK, Stamatakis EA. Contributions en mode par défaut au traitement automatisé de l'information. Proc Natl Acad Sci US A. 2017; pii: 201710521.