Grundlegendes zum Netzwerk im Standardmodus

Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI) erlaubt es uns, anhand von visuell überzeugenden Bildern auf die Gehirnaktivität von lebenden Menschen zu schließen. Zum einen konnten wir einige wichtige Anmerkungen zu natürlich vorkommenden Gehirnnetzwerken machen, einschließlich des Standardmodus-Netzwerks. Um solche Netzwerke zu verstehen, ist jedoch zunächst ein gewisser Hintergrund in Bezug auf die funktionale Konnektivität erforderlich.

Was ist funktionelle Konnektivitäts-MRI?

Viele fMRI-Studien werden durchgeführt, während der Patient aktiv aktiv ist. Wenn sie beispielsweise mit der rechten Hand einen Knopf drücken, wird später möglicherweise ein Teil der linken Hemisphäre in der Nähe des Motorkortex aufleuchten.

Ein anderer Ansatz besteht darin, das Gehirn zu betrachten, während der wissenschaftliche Mitarbeiter nichts im Scanner tut - er liegt einfach nur da. Diese Technik wird manchmal als "Ruhezustand" fMRI bezeichnet.

Während wir dort liegen, haben verschiedene Bereiche des Gehirns eine oszillatorische Aktivität, dh elektrische Wellen, die mit dem MRI-Signal assoziiert sind. Manchmal sind diese Wellen miteinander synchron, was bedeutet, dass sie gleichzeitig die Höhen und Tiefen der Wellenform erreichen. Es ist ein bisschen so, als wären sie verschiedene Mitglieder eines Orchesters, die dasselbe Musikstück spielen, während sie demselben Dirigenten folgen. Zwei dieser Bereiche sollen funktional miteinander verbunden sein.

Funktionale Konnektivität muss nicht im Ruhezustand gemessen werden. Aktivitäten wie die Aufmerksamkeit auf etwas Wichtiges können Muster funktioneller Verbindungen im gesamten Gehirn verändern.

Funktionale Konnektivität bedeutet nicht zwangsläufig, dass zwei Bereiche des Gehirns direkt und physisch miteinander verbunden sind. Zum Beispiel können zwei verschiedene Hirnareale recht weit voneinander entfernt sein, aber beide empfangen Signale aus einer zentralen Hirnregion wie dem Thalamus. Diese können immer noch funktional verbunden sein, wenn ihre Signale synchron sind.

Einführung in das Standardmodusnetzwerk

In den letzten zehn Jahren wurde dieser funktionalen Konnektivität mehr Aufmerksamkeit gewidmet, um Netzwerke im Gehirn zu finden, die mit bestimmten Aktivitäten in Verbindung stehen, darunter auch das Ausruhen. Eines der bekanntesten Netzwerke, die diskutiert werden, ist das Standardmodusnetzwerk.

Der Begriff „Standardmodus“ wurde erstmals von Dr. Marcus Raichle im Jahr 2001 verwendet, um die Funktion der Ruhefunktion des Gehirns zu beschreiben. Zuvor war bereits festgestellt worden, dass ein "ruhendes" Gehirn kaum weniger Energie verbraucht als ein "aktives" Gehirn, was darauf hindeutet, dass das Gehirn vielleicht nicht "ruht", da es die Art der Aktivität ändert, in der es aktiv ist beschäftigt, verlobt.

Das Default Mode Network (DMN) beinhaltet niederfrequente Schwingungen von etwa einer Schwankung pro Sekunde. Das Netzwerk ist am aktivsten, wenn sich das Gehirn in Ruhe befindet. Wenn das Gehirn auf eine Aufgabe oder ein Ziel gerichtet ist, wird das Standardnetzwerk deaktiviert.

In der Tat kann es mehr als ein Standardmodusnetzwerk geben - was wir als DMN bezeichnet haben, kann tatsächlich eine Sammlung kleinerer Netzwerke sein, die jeweils einem etwas anderen als dem anderen gewidmet sind. Trotzdem werden bestimmte Hirnareale jetzt allgemein als Teil des DMN verstanden.

Welche Teile des Gehirns befinden sich im DMN?

Zu den Bereichen des Gehirns, die in das Standardmodennetz einbezogen sind, gehören der mediale Temporallappen, der mediale präfrontale Cortex und der hintere cingulate Cortex sowie der ventrale Precuneus und Teile des parietalen Cortex. Alle diese Regionen waren mit einem Aspekt des inneren Denkens verbunden. Zum Beispiel ist der mediale Temporallappen mit dem Gedächtnis verbunden. Der mediale präfrontale Kortex wurde mit der Theorie des Geistes in Verbindung gebracht, mit der Fähigkeit, andere als die eigenen Gedanken und Gefühle zu erkennen.

Es wird angenommen, dass das hintere Cingulat verschiedene Arten von inneren Gedanken integriert. Es wurden auch Spiegelneuronen postuliert, um mit dem DMN zu interagieren.

Was macht das DMN?

Da das Netzwerk im Standardmodus im Ruhezustand am aktivsten ist und aufgrund der Strukturen, die es erfordert, sind einige Leute der Meinung, dass es mit introspektivem Denken verbunden ist, einschließlich Aktivitäten wie Tagträumen oder Abrufen von Erinnerungen. Andere haben jedoch vorgeschlagen, dass die Aktivität nur auf physiologische Prozesse bezogen sein kann, die nicht mit einer bestimmten Aktivität in Verbindung stehen - sogar ruhen -, obwohl diese Meinung in Ungnade zu geraten scheint.

Änderungen im Default-Modus-Netzwerk waren mit einer großen Anzahl verschiedener Krankheiten verbunden, darunter Alzheimer-Krankheit, Autismus, Schizophrenie, bipolare Störung, posttraumatische Belastungsstörung, Depression und mehr. Krankheiten können entweder zu wenig oder zu viel Aktivität verursachen, und manchmal variieren die Daten, was tatsächlich vorkommt. Ob dies ein schlechtes Verständnis der Krankheit, der Technik oder beides widerspiegelt, ist oft ungewiss.

Eine der Kritikpunkte, die in Bezug auf das DMN aufgetaucht sind, ist, dass Änderungen innerhalb des DMN sehr unspezifisch erscheinen - was nützt eine Messung, wenn nicht wirklich das Problem angezeigt wird? Andere haben gefragt, ob das Netzwerk überhaupt ein gangbares Konzept ist, obwohl die biologische Realität des DMN mit zunehmender Forschung schwieriger zu hinterfragen ist.

Andere Netzwerke, wie z. B. die mit Aufmerksamkeit, Sehen und Hören verbundenen, wurden ebenfalls beschrieben. Während die medizinischen Vorteile dieser Netzwerke noch unklar sind, spiegeln sie möglicherweise eine wichtige Änderung in der Art und Weise wider, wie wir über das Gehirn denken, und wer kann sagen, wohin uns ein solches Denken in der Zukunft führen wird?

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