Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) ermöglicht es uns, anhand visuell überzeugender Bilder Rückschlüsse auf die Gehirnaktivität bei lebenden Menschen zu ziehen. Zum einen konnten wir einige wichtige Kommentare zu natürlich vorkommenden Hirnnetzwerken abgeben, einschließlich des Netzwerks im Standardmodus. Um solche Netzwerke zu verstehen, sind jedoch zunächst einige Hintergrundinformationen zur funktionalen Konnektivität erforderlich.
Roxana Wegner / Getty ImagesWas ist funktionelle Konnektivitäts-MRT?
Viele fMRT-Studien werden durchgeführt, während der Patient aktiv Aktivitäten ausführt. Wenn sie beispielsweise mit der rechten Hand einen Knopf drücken, leuchtet später möglicherweise ein Teil der linken Hemisphäre in der Nähe des Motorkortex auf.
Ein anderer Ansatz besteht darin, das Gehirn zu betrachten, während der freiwillige Forscher überhaupt nichts im Scanner tut - nur dort zu liegen. Diese Technik wird manchmal als "Ruhezustand" fMRT bezeichnet.
Während wir dort liegen, haben verschiedene Bereiche des Gehirns oszillierende Aktivität, dh Elektrizitätswellen, die mit dem MRT-Signal verbunden sind. Manchmal sind diese Wellen synchron zueinander, was bedeutet, dass sie gleichzeitig die Höhen und Tiefen der Wellenform treffen. Es ist ein bisschen so, als wären sie verschiedene Mitglieder eines Orchesters, die dasselbe Musikstück spielen und demselben Dirigenten folgen. Zwei solche Bereiche sollen funktional miteinander verbunden sein.
Die funktionale Konnektivität muss nicht in Ruhe gemessen werden. Aktivitäten wie das Aufpassen von wichtigen Informationen können die Muster der funktionalen Konnektivität im gesamten Gehirn verändern.
Funktionale Konnektivität bedeutet nicht unbedingt, dass zwei Bereiche des Gehirns direkt und physisch miteinander verbunden sind. Zum Beispiel können zwei verschiedene Gehirnbereiche ziemlich weit voneinander entfernt sein, aber beide empfangen Signale von einer zentralen Gehirnregion wie dem Thalamus. Diese können weiterhin funktional verbunden sein, wenn ihre Signale synchron sind.
Einführung in das Standardmodus-Netzwerk
In den letzten zehn Jahren wurde dieser funktionalen Konnektivität zunehmend Aufmerksamkeit geschenkt, um Netzwerke im Gehirn zu finden, die mit bestimmten Aktivitäten zusammenhängen, einschließlich der Ruhe. Eines der bekanntesten zu diskutierenden Netzwerke ist das Netzwerk im Standardmodus.
Der Begriff „Standardmodus“ wurde erstmals 2001 von Dr. Marcus Raichle verwendet, um die Funktion des ruhenden Gehirns zu beschreiben. Zuvor wurde festgestellt, dass ein „ruhendes“ Gehirn kaum weniger Energie verbraucht als ein Gehirn, das eine „aktive“ Aufgabe ausführt dass das Gehirn vielleicht nicht so sehr „ruht“, sondern die Art der Aktivität ändert, an der es aktiv beteiligt ist.
Das Standardmodus-Netzwerk (DMN) beinhaltet niederfrequente Schwingungen von etwa einer Schwankung pro Sekunde. Das Netzwerk ist am aktivsten, wenn das Gehirn in Ruhe ist. Wenn das Gehirn auf eine Aufgabe oder ein Ziel gerichtet ist, wird das Standardnetzwerk deaktiviert.
Tatsächlich kann es mehr als ein Netzwerk im Standardmodus geben - was wir als DMN bezeichnet haben, kann tatsächlich eine Sammlung kleinerer Netzwerke sein, die jeweils etwas anderem als dem anderen gewidmet sind. Dennoch wird allgemein angenommen, dass bestimmte Gehirnbereiche Teil des DMN sind.
Welche Teile des Gehirns befinden sich im DMN?
Zu den Bereichen des Gehirns, die im Standardmodus-Netzwerk enthalten sind, gehören der mediale Temporallappen, der mediale präfrontale Kortex und der hintere cingulöse Kortex sowie der ventrale Precuneus und Teile des parietalen Kortex. Alle diese Regionen wurden mit einem Aspekt des internen Denkens in Verbindung gebracht. Zum Beispiel ist der mediale Temporallappen mit dem Gedächtnis verbunden. Der mediale präfrontale Kortex wurde mit der Theorie des Geistes in Verbindung gebracht, der Fähigkeit, andere als solche mit ähnlichen Gedanken und Gefühlen zu erkennen. Es wird angenommen, dass das hintere Cingulat die Integration verschiedener Arten von inneren Gedanken beinhaltet. Es wurde auch angenommen, dass Spiegelneuronen mit dem DMN interagieren.
Was macht der DMN?
Da das Netzwerk im Standardmodus in Ruhe am aktivsten ist und aufgrund der beteiligten Strukturen, haben einige Leute angenommen, dass es mit introspektivem Denken verbunden ist, einschließlich Aktivitäten wie Tagträumen oder Abrufen von Erinnerungen. Andere haben jedoch vorgeschlagen, dass die Aktivität gerecht sein könnte sich auf physiologische Prozesse beziehen, die nicht mit einer bestimmten Aktivität zusammenhängen - auch wenn sie sich ausruhen -, obwohl diese Meinung in Ungnade zu fallen scheint.
Änderungen im Standardmodus-Netzwerk wurden mit einer Vielzahl verschiedener Krankheiten in Verbindung gebracht, darunter Alzheimer, Autismus, Schizophrenie, bipolare Störung, posttraumatische Belastungsstörung, Depression und mehr. Krankheiten können entweder zu wenig oder zu viel Aktivität verursachen, und manchmal variieren die Daten darüber, welche tatsächlich auftreten. Ob dies ein schlechtes Verständnis der Krankheit, der Technik oder beider widerspiegelt, ist oft ungewiss.
Eine der Kritikpunkte, die in Bezug auf das DMN aufgetreten sind, ist, dass Änderungen innerhalb des DMN sehr unspezifisch erscheinen. Was nützt eine Messung, wenn sie Ihnen nicht tatsächlich sagt, wo das Problem liegt? Andere haben in Frage gestellt, ob das Netzwerk überhaupt ein tragfähiges Konzept ist. Mit zunehmender Forschung wird es jedoch schwieriger, die biologische Aktualität des DMN in Frage zu stellen.
Andere Netzwerke, wie diejenigen, die mit Aufmerksamkeit, Sehen und Hören verbunden sind, wurden ebenfalls beschrieben. Obwohl die medizinischen Vorteile dieser Netzwerke unklar bleiben, können sie eine wichtige Änderung in unserer Denkweise über das Gehirn widerspiegeln, und wer kann sagen, wohin uns ein solches Denken in Zukunft führen wird?
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