miniaturadaimagem|Topografias anatômicas de redes canônicas de grande escalaRedes cerebrais em larga escala, também chamadas redes cerebrais intrínsecas, são conjuntos de areas cerebrais extensas que apresentam conectividade funcional por meio de análise estatística do sinal BOLD da ressonância magnética funcional ou outros métodos de registro, como EEG, PET e MEG. Um paradigma emergente em neurociência é que as tarefas cognitivas não são realizadas por regiões cerebrais individuais trabalhando isoladamente, mas por redes compostas por várias regiões cerebrais discretas que são "funcionalmente conectadas". Redes de conectividade funcional podem ser geralmente identificadas aplicando algoritmos como análise de cluster, análise de componentes independentes espaciais e outras análises. Regiões cerebrais sincronizadas também podem ser identificadas usando sincronização de longo alcance do EEG, MEG ou outros sinais cerebrais dinâmicos.

O conjunto de áreas cerebrais identificadas que estão interligadas em uma rede de larga escala apresenta uma variação de acordo com a função cognitiva desempenhada. Quando o estado cognitivo não é explícito, ou seja, quando o sujeito está em "repouso", a rede cerebral de larga escala é identificada como uma rede de estado de repouso (RER). Como um sistema físico com propriedades semelhantes a grafos, uma rede cerebral de larga escala possui nós e arestas e não pode ser identificada simplesmente pela coativação de áreas cerebrais específicas. Nas últimas décadas, a análise de redes cerebrais tornou-se viável graças aos avanços nas técnicas de imagem, bem como a novas ferramentas da teoria dos grafos e dos sistemas dinâmicos.

A Organização para o Mapeamento do Cérebro Humano desenvolveu o Grupo de Pesquisa para a Taxonomia Harmonizada de Redes (WHATNET) com o objetivo de trabalhar em direção a um consenso sobre a nomenclatura de redes. O WHATNET realizou uma pesquisa em 2021 que apresentou um alto grau de concordância sobre o nome e a topografia de três redes: a "rede somática", a "rede padrão " e a "rede visual", enquanto outras redes apresentaram menor concordância. Inúmeros problemas são obstáculos para o desenvolvimento de um atlas comum para redes: alguns desses problemas são a variabilidade das escalas espaciais e temporais, a variabilidade entre indivíduos e a natureza dinâmica de algumas redes.

Algumas redes cerebrais de larga escala são identificadas por sua função e fornecem uma estrutura coerente para a compreensão da cognição, sugerindo um modelo neural explicativo de como diferentes funções cognitivas emergem quando diferentes conjuntos de regiões cerebrais se unem como coalizões auto-organizadas. O número e a composição das coalizões variam de acordo com o algoritmo e os parâmetros usados para identificá-las. Em um modelo, existem apenas a rede de modo padrão e a rede de tarefas positivas, mas a maioria das análises atuais sugere várias redes, de um pequeno número a 17. As redes mais comuns e estáveis são apresentadas abaixo. As regiões que participam de uma rede funcional podem ser reconfiguradas dinamicamente.

Interrupções na atividade em várias redes têm sido implicadas em distúrbios neuropsiquiátricos como depressão, Alzheimer, transtorno do espectro autista, esquizofrenia, TDAH e transtorno bipolar.

Redes comumente identificadas miniaturadaimagem|Um exemplo que identificou 10 redes cerebrais de grande escala a partir da atividade de fMRI em estado de repouso através da análise de componentes independentes. Como as redes cerebrais podem ser identificadas em diferentes resoluções e com diferentes propriedades neurobiológicas, atualmente não existe um atlas universal de redes cerebrais que se adapte a todas as circunstâncias. Uddin, Yeo e Spreng propuseram em 2019 que as seis redes seguintes deveriam ser definidas como redes centrais com base em evidências convergentes de múltiplos estudos para facilitar a comunicação entre pesquisadores.

Modo padrão (frontoparietal medial)

A rede de modo padrão está ativa quando um indivíduo está acordado e em repouso. Ela se ativa preferencialmente quando os indivíduos se concentram em tarefas orientadas internamente, como devaneios, visualização do futuro, recuperação de memórias e teoria da mente. Ela apresenta correlação negativa com sistemas cerebrais que se concentram em sinais visuais externos. É a rede mais amplamente pesquisada.

Saliência (médio-cinngulo-insular) A rede de saliência consiste em várias estruturas, incluindo a ínsula anterior (bilateral), o córtex cingulado anterior dorsal e três estruturas subcorticais: o estriado ventral e a substância negra/região tegmental ventral. Ela desempenha o papel fundamental de monitorar a saliência de estímulos externos e eventos cerebrais internos. Especificamente, ela auxilia na direção da atenção, identificando eventos biológicos e cognitivos importantes. Esta rede inclui a rede de atenção ventral, que inclui principalmente a junção temporoparietal e o córtex frontal ventral do hemisfério direito. Essas áreas respondem quando estímulos relevantes para o comportamento ocorrem inesperadamente. A rede de atenção ventral é inibida durante a atenção focada, na qual o processamento de cima para baixo está sendo usado, como quando se busca visualmente por algo. Essa resposta pode impedir que a atenção direcionada a um objetivo seja distraída por estímulos não relevantes. Ela se torna ativa novamente quando o alvo ou informações relevantes sobre o alvo são encontradas.

Atenção (frontoparietal dorsal) Esta rede está envolvida na alocação voluntária e descendente da atenção. Dentro da rede de atenção dorsal, o sulco intraparietal e os campos oculares frontais influenciam as áreas visuais do cérebro. Esses fatores de influência permitem a orientação da atenção.

Esta rede inicia e modula o controle cognitivo e compreende 18 sub-regiões do cérebro. Existe uma forte correlação entre a inteligência fluida e o envolvimento da rede frontoparietal com outras redes. Versões desta rede também foram chamadas de rede de controle executivo e rede de controle cognitivo.

Esta rede processa informações somatossensoriais e coordena o movimento. O córtex auditivo pode estar incluído.

Visual (occipital) Esta rede processa informações visuais.

Outras redes Métodos e dados diferentes identificaram várias outras redes cerebrais, muitas das quais se sobrepõem ou são subconjuntos de redes centrais caracterizadas com uma melhor precisão.

Sistema límbico Auditivo Executivo de direita/esquerda Cerebelar Atenção espacial Língua Visão lateral Temporal Percepção visual/imaginação Ver também Rede complexa Rede neural (biologia)

Referências

Categoria:Neurofisiologia