[뇌과학] Default Mode Network (DMN)

DMN

Default Mode Network (DMN, 기본 모드 네트워크)

휴식 중이거나 특정 작업에 참여하지 않을 때(not engaged in any task)에도 지속적으로 활성화되는 뇌 영역의 네트워크이다. 혈류의 변화를 감지하여 뇌의 활동을 측정하는 fMRI 연구를 통해 처음 확인되었다.

 

내측 전두엽 피질(medial prefrontal cortex), 후두엽 피질(posterior cingulate cortex), 내측 측두엽 (medial temporal lobe) 등을 포함한 여러 뇌 영역이 상호연결되어 네트워크로 함께 동작한다.

원래 뇌 영역은 goal-oriented task를 수행한다고 생각했다. 때문에 특정 작업에 참여하지 않는 상태에서도 활성화되는 이 부분을 task-negative network라고 불리기도 한다. 그러나 이러한 이름은 오해의 소지가 있다. 

DMN의 기능

여러 연구에 의하여 DMN은 다양한 인지 과정과 정신 기능에 중요한 역할을 하는 것으로 제안(suggest)한다.

DMN이 외부 자극에 집중하지 않거나 특정 작업에 참여하지 않을 때 활성화되기 때문에 마음속을 헤매고, 공상, 내성적, 자기 참조적인 생각을 할 때 가장 활동적이다.

• Self-referential thinking: 자아 성찰, 자전적 기억 등 자신과 관련된 정보 처리
• Social cognition: 다른사람의 정신(또는 마음)을 이해, 공감
• Memory consolidation: 과거 경험에서 얻은 정보를 장기 기억으로 통합
• Future planning: 미래 정신 시뮬레이션, 잠재적 시나리오, 미래 사건을 구상
• Monitoring the external environment: 내부 정신 활동을 할 때 가장 활성화되지만, 외부 환경을 모니터링하고 관련된 외부 환경이나 자극 역시 감지한다.

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DMN과 정신질환의 관계

DMN은 알츠하이머, 자폐, 정신분열, 주요 우울증(Major Depressive Disorder, MDD), 만성 통증, 외상 후 스트레스 장애(PTSD), 주의력 결핍 과잉행동장애(ADHD) 등을 포함한 장애와 관련이 있다고 여러 연구들은 주장한다.

 

알츠하이머 환자들은 DMN 영역의 포도당(=에너지 사용)이 감소하는 것을 보인다. 심지어 DMN의 붕괴(disruptions in DMN)는 알츠하이머 징후를 보이기 전에 시작된다. 알츠하이머의 원인으로 생각되는 펩타이드 아밀로이드 베타(peptide amyloid-beta)는 DMN 내에 펩타이드가 축적된다. 아밀로이드-베타 펩타이드가 DMN을 방해하여 기억 형성에 관여하기 때문으로 여겨진다.

 

자폐 스펙트럼을 가진 사람들의 경우 DMN의 사회적 상호작용/의사통에 장애가 있는 것으로 생각된다. 나와 타인의 생각에 관여되는 mPFC와 PCC와의 연결성이 낮은 것으로 보인다. 그러나 이것이 자폐증의 원인인지 결과인지는 명확하지 않다.

 

MDD 중 rumination(반추)은 DMN의 연결성이 증가한 것으로 보인다. DMN hyperconnectivity (초연결성)은 first-episode depression과 chronic pain에서 관찰되었다.