Default Mode Network: la rete cerebrale che si accende quando riposiamo

Per gran parte del XX secolo i neuroscienziati hanno descritto il cervello come una macchina reattiva: a riposo, silenzio; in attività, accensione. Studio dopo studio, l'attenzione di chi mappava la corteccia era rivolta a cosa cambia quando un soggetto fa qualcosa. Poi, alla fine degli anni Novanta, un radiologo del Washington University in St. Louis cominciò a domandarsi se per caso non stesse buttando via la metà più interessante dei dati. Si chiamava Marcus Raichle e quella domanda lo portò a scoprire la rete cerebrale che oggi chiamiamo Default Mode Network (DMN), la "rete in modalità di default".

Il giochetto della sottrazione (e cosa restava nei dati di riposo)

Il protocollo standard della PET cognitiva, negli anni '90, era semplice: registrare il flusso ematico cerebrale durante un compito (per esempio leggere parole), poi durante una pausa di riposo, e sottrarre l'una dall'altra. Quello che restava era considerato il "costo" cognitivo del compito. Raichle si accorse che la fase di "riposo" — occhi chiusi, niente da fare — non era affatto una fase di spegnimento. Alcune regioni del cervello erano più attive a riposo che durante il compito. Ed erano sempre le stesse, in ogni soggetto, in ogni laboratorio.

Lo studio che battezza il fenomeno è del 2001: «A default mode of brain function», pubblicato sui Proceedings of the National Academy of Sciences, firmato da Raichle insieme a Ann Mary MacLeod, Abraham Snyder, William Powers, Debra Gusnard e Gordon Shulman. Il termine "default mode" è scelto in analogia con l'informatica: la modalità predefinita di un sistema quando non gli si chiede nient'altro. La rivista Nature aveva già pubblicato lavori precursori nel 1999, ma è dal 2001 in poi che il concetto entra nel vocabolario standard delle neuroscienze.

Le regioni della rete

La DMN non è un'area, ma una rete distribuita di regioni che battono insieme. I nodi principali sono cinque:

• Corteccia prefrontale mediale (medial prefrontal cortex), implicata nel pensiero su sé stessi e nella mentalizzazione;
• Corteccia cingolata posteriore (posterior cingulate cortex) e precuneo, che integrano l'autobiografia con l'esperienza in corso;
• Giri angolari (angular gyrus), che collegano linguaggio, semantica ed esperienza;
• Ippocampo e regioni mesiali del lobo temporale, che recuperano i ricordi e proiettano scenari futuri.

Quando si accende?

La rivista Annual Review of Neuroscience ha riassunto nel 2015 due decenni di lavoro su questa rete: la DMN si attiva quando la nostra mente è impegnata in attività interne piuttosto che esterne. Sognare a occhi aperti, pensare a un amico, ricostruire un ricordo dell'infanzia, simulare una conversazione futura, valutare un'azione propria sotto un profilo morale: tutte queste attività mentali alzano l'attività della DMN. Si spegne (o si abbassa) invece quando l'attenzione è catturata da un compito che richiede di seguire stimoli esterni — leggere una pagina, guidare nel traffico, calcolare a mente.

È un sistema antifragile e specifico per specie: la DMN è stata identificata anche in primati non umani, in roditori e perfino in pesci, con architetture coerenti. Negli umani, il 20% del consumo energetico dell'organismo è imputabile al cervello, e una quota importante di quell'energia se ne va proprio nella DMN, anche quando non stiamo apparentemente facendo nulla.

Cosa cambia se si rompe

Una mole crescente di studi descrive alterazioni della DMN in condizioni neurologiche e psichiatriche. Nei pazienti con malattia di Alzheimer, le placche di beta-amiloide si depositano preferenzialmente nei nodi della rete: i lavori di Buckner e collaboratori hanno mostrato che la geografia dell'amiloide e quella della DMN si sovrappongono in modo impressionante. Nella depressione maggiore, la DMN tende a iperattivarsi, e ciò viene messo in relazione con la ruminazione: pensieri ripetitivi sul proprio passato e sui propri fallimenti.

Anche nell'autismo, una serie di lavori dell'Università di Bologna e del MIT ha trovato una ridotta connettività interna della DMN, coerente con le difficoltà di mentalizzazione descritte clinicamente. Lo schizofrenico mostra invece pattern di connettività anomali fra DMN e reti dell'attenzione, come riassunto in una rassegna del 2023 che riepiloga vent'anni dalla scoperta di Raichle.

Psilocibina, meditazione e "silenziamento"

Una linea di ricerca diventata popolare anche fuori dai laboratori riguarda l'effetto delle sostanze psichedeliche sulla DMN. Studi del 2012 condotti all'Imperial College London con risonanza funzionale hanno mostrato che la psilocibina, principio attivo di alcuni funghi, riduce drasticamente l'attività della DMN. Lo stesso effetto, in modo più graduale, è stato descritto in meditatori esperti durante stati di assorbimento profondo. La provocazione interpretativa proposta da Robin Carhart-Harris è che la sensazione di «dissoluzione dell'io» segnalata dai consumatori di psichedelici sia anche un correlato neuroscientifico: quando la DMN tace, l'idea del «sé» perde i propri pilastri.

La storia, dal 1997 ad oggi, è quella di un "buco" nei protocolli sperimentali diventato una delle maggiori rivoluzioni concettuali della neuroscienza. Quando ci diciamo che «non stiamo facendo niente», il cervello sta facendo qualcosa di estremamente specifico: sta cucendo identità, biografia e progettazione del futuro. Bisogna solo saper guardare.