Elektrody w wielu obszarach mózgu ujawniają aktywność mózgu w czasie rzeczywistym. Kolorowe kropki pokazują lokalizacje wszystkich elektrod u wszystkich pacjentów, oznaczone kolorami według obszaru mózgu. Czerwone kropki na dolnych obrazach pokazują położenie elektrod w DMN. Źródło: Eleonora Bartoli, Ethan Devara, Huy Q Dang, Rikki Rabinovich, Raissa K Mathura, Adrish Anand, Bailey R Pascuzzi, Joshua Adkinson, Yoed N Kenett, Kelly R Bijanki, Sameer A Sheth, Ben Shofty, elektrofizjologiczna dynamika sieci w trybie domyślnym i przyczynowa rola w twórczym myśleniu, Mózg, 2024;, awae199, https://doi.org/10.1093/brain/awae199
Wspólne badanie przeprowadzone przez naukowców z University of Utah Health i Baylor College of Medicine odkryło kluczową funkcję sieci trybu domyślnego w kreatywności z wykorzystaniem zaawansowanego obrazowania mózgu, podkreślając możliwości przyszłych interwencji terapeutycznych.
Czy kiedykolwiek zdarzyło Ci się, że rozwiązanie trudnego problemu nagle przyszło Ci do głowy, gdy myślałeś o czymś zupełnie innym? Twórcze myślenie jest cechą charakterystyczną ludzkości, ale jest to zdolność ulotna, niemal paradoksalna, uderzająca nieoczekiwanie, gdy nie jest poszukiwana.
A neurologiczne źródło kreatywności – to, co dzieje się w naszych mózgach, gdy myślimy nieszablonowo – jest podobnie nieuchwytne.
Jednak teraz zespół badawczy kierowany przez badacza ds. zdrowia z Uniwersytetu Utah i mający siedzibę w Baylor College of Medicine zastosował precyzyjną metodę obrazowania mózgu, aby odkryć, w jaki sposób różne części mózgu współpracują ze sobą, aby wytwarzać kreatywne myśli.
Wyniki ich badań opublikowano niedawno w czasopiśmie Mózg.
Nowe wyniki mogą ostatecznie pomóc w opracowaniu interwencji pobudzających twórcze myślenie lub pomagających osobom cierpiącym na choroby psychiczne zakłócające działanie tych obszarów mózgu.
Na zewnątrz pudełka
Szczególnie trudne do zbadania są wyższe procesy poznawcze, takie jak kreatywność. „W przeciwieństwie do funkcji motorycznych czy wzroku, nie są one zależne od jednego konkretnego miejsca w mózgu” – mówi Ben Shofty, lekarz medycyny, adiunkt neurochirurgii w Spencer Fox Eccles School of Medicine i główny autor artykułu. „Nie ma kory kreatywności”.
Ben Shofty, lekarz medycyny, doktor. Źródło: Zdrowie Uniwersytetu Utah
Istnieją jednak dowody na to, że kreatywność jest odrębną funkcją mózgu. Miejscowe uszkodzenie mózgu spowodowane udarem może prowadzić do zmian w zdolnościach twórczych – zarówno pozytywnych, jak i negatywnych. Odkrycie to sugeruje, że możliwe jest zawężenie neurologicznych podstaw kreatywności.
Shofty podejrzewał, że twórcze myślenie może w dużym stopniu zależeć od części mózgu, które aktywują się również podczas medytacji, śnienia na jawie i innych typów myślenia skupionego wewnętrznie. Ta sieć komórek mózgowych to sieć trybu domyślnego (DMN), nazywana tak, ponieważ jest powiązana z „domyślnymi” wzorcami myślenia, które zachodzą w przypadku braku określonych zadań umysłowych. „W przeciwieństwie do większości funkcji mózgu, nie jest on ukierunkowany na cel” – mówi Shofty. „To sieć, która w zasadzie działa przez cały czas i utrzymuje nasz spontaniczny strumień świadomości”.
DMN jest rozproszony w wielu rozproszonych obszarach mózgu, co utrudnia śledzenie jego aktywności w czasie rzeczywistym. Naukowcy musieli zastosować zaawansowaną metodę obrazowania aktywności mózgu, aby zrozumieć, co sieć robi w danej chwili podczas twórczego myślenia. W ramach strategii najczęściej stosowanej do określenia lokalizacji napadów u pacjentów z ciężką padaczką, do mózgu wszczepia się maleńkie elektrody, które precyzyjnie śledzą aktywność elektryczną wielu obszarów mózgu.
Uczestnicy badania byli już poddawani tego rodzaju monitorowaniu napadów, co oznaczało, że zespół badawczy mógł wykorzystać elektrody również do pomiaru aktywności mózgu podczas twórczego myślenia. Zapewniło to znacznie bardziej szczegółowy obraz neuronalnych podstaw kreatywności, niż badacze byli w stanie uchwycić wcześniej. „Mogliśmy zobaczyć, co się dzieje w ciągu pierwszych kilku milisekund od próby kreatywnego myślenia” – mówi Shofty.
Dwa kroki do oryginalności
Naukowcy zaobserwowali, że podczas zadania twórczego myślenia, podczas którego uczestnicy zostali poproszeni o wypisanie nowatorskich zastosowań przedmiotu codziennego użytku, takiego jak krzesło czy filiżanka, DMN jako pierwszy rozjaśnił się aktywnością. Następnie jego aktywność synchronizuje się z innymi obszarami mózgu, w tym z tymi zaangażowanymi w złożone rozwiązywanie problemów i podejmowanie decyzji. Shofty wierzy, że oznacza to, że kreatywne pomysły powstają w DMN, zanim zostaną ocenione przez inne regiony.
Co więcej, badaczom udało się wykazać, że części sieci są potrzebne specjalnie do kreatywnego myślenia. Kiedy badacze używali elektrod do tymczasowego tłumienia aktywności poszczególnych obszarów DMN, ludzie zastanawiali się nad zastosowaniem mniej kreatywnych przedmiotów, które ich zdaniem były mniej kreatywne. Inne funkcje ich mózgu, takie jak wędrówka umysłem, pozostały całkowicie normalne.
Doktor Eleonora Bartoli, adiunkt neurochirurgii w Baylor College of Medicine i współautorka artykułu, wyjaśnia, że ten wynik pokazuje, że kreatywność nie jest tylko powiązana z siecią, ale zasadniczo od niej zależy. „Wyszliśmy poza dowody korelacyjne, stosując bezpośrednią stymulację mózgu” – mówi. „Nasze odkrycia podkreślają przyczynową rolę DMN w twórczym myśleniu”.
Aktywność sieci zmienia się w przypadku kilku zaburzeń, takich jak depresja ruminacyjna, w której DMN jest bardziej aktywny niż normalnie, co prawdopodobnie jest związane ze zwiększonym rozpamiętywaniem negatywnych, skierowanych do wewnątrz myśli. Shofty twierdzi, że lepsze zrozumienie normalnego działania sieci może prowadzić do lepszego leczenia osób cierpiących na takie schorzenia.
Charakteryzując obszary mózgu zaangażowane w twórcze myślenie, Shofty ma nadzieję ostatecznie zainspirować interwencje, które mogą pomóc pobudzić kreatywność. „Ostatecznie celem byłoby zrozumienie, co dzieje się z siecią, abyśmy mogli potencjalnie popchnąć ją w stronę większej kreatywności”.
Odniesienie: „Dynamika elektrofizjologiczna sieci trybu domyślnego i rola przyczynowa w kreatywnym myśleniu” autorstwa Eleonory Bartoli, Ethana Devary, Huy Q Dang, Rikki Rabinovich, Raissa K Mathura, Adrish Anand, Bailey R. Pascuzzi, Joshua Adkinson, Yoed N. Kenett, Kelly R. Bijanki , Sameer A Sheth i Ben Shofty, 18 czerwca 2024 r., Mózg.
DOI: 10.1093/mózg/awae199
Badanie to było wspierane przez Fundację McNair i Narodowy Instytut Zdrowia Psychicznego (numer grantu R01-MH127006.)
Praca ta była wynikiem współpracy badaczy z University of Utah Health, Baylor College of Medicine i Technion — Izraelskiego Instytutu Technologii.
