Default mode network

Das Default Mode Network (DMN, Netzwerk von im Ruhezustand aktiven Gehirnzellen) ist eine Bezeichnung für eine Gruppe miteinander verbundener Gehirnregionen bzw. Neurone der Hirnrinde, die auch während Ruhe- und Schlafphasen aktiv bleiben.

Charakteristika: Das DNM zeichnet sich dadurch aus, dass ihre „Gamma-Aktivität“ während Ruhe erhöht und während geistiger Arbeit unterdrückt ist. Es besteht hauptsächlich aus Gebieten der Hirnrinde (Kortexareale) des medialen Präfrontalhirns, hinteren Cingulums und lateralen Parietalhirns. 1)Sci Rep. 2018; 8: 1231. Published online 2018 Jan 19. doi:  10.1038/s41598-017-17610-9 Das DMN ist wesentlicher Bestandteil der „resting state networks“ (daher gelegentlich als „default mode RSN“ bezeichnet).

Gegenspieler: Gegenspieler des DMN ist das „dorsal attention network“ (DAN), das – mit dem DNM nicht überlappend – in frontoparietalen Arealen des Gehirns angesiedelt ist. Während Perioden der Wachheit kann das Gehirn zwischen DAN und DMN umschalten, so typischerweise durch den Übergang von anstrengungsabhängiger Aufgabenlösung und ruhiger Erholung und Introspektion. 2)Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Feb 6;115(6):1352-1357. doi: 10.1073/pnas.1712431115.

Untersuchungsmethoden: Die resting state networks (RSN) werden mit Hilfe des „Resting state functional magnetic resonance imaging” (rsfMRI) untersucht. Erforderlich dafür ist ein hoch auflösendes MRI-Gerät (z.B. 9,4 Tesla), das nur bei kleinen Tieren Verwendung finden kann. Daher werden die Untersuchungen meist an kleinen Säugern (z. B. Ratten, Mäusen, Frettchen) durchgeführt. Andere Studien bedienen sich der Positronenemissionstomographie (PET).

Bedeutung des basalen Vorderhirns: Das basale Vorderhirn zeigt nach Tierversuchen gleiches Verhalten wie das DMN mit Auswirkungen auf die bekannten DNM-Knotenpunkte. Insbesondere wurde eine Verbindung zum anterioren Cingulumkortex (ACC) nachgewiesen. Da das Vorderhirn eingebunden ist in den Wach-Schlaf-Rhythmus, die Gedächtnisbildung und die Regulation der Verarbeitung sensorischer Informationen, scheint es besonders geeignet zu sein, eine Schnittstelle zum DMN darzustellen, welche zwischen verschiedenen Zuständen der Gehirnfunktionen umschalten kann. Als Neurotransmitter zum DMN scheint GABA (Gamma-Aminobuttersäure) eine besondere Rolle zu spielen. 3)Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Feb 6;115(6):1352-1357. doi: 10.1073/pnas.1712431115.

Das DMN ist bei psychiatrischen Erkrankungen verändert, so bei der Depression, dem Morbus Alzheimer und dem Autismus. Die Forschungen dazu lassen neue Ansätze zu ihrer Therapie erwarten.

Verweise

 


Literatur   [ + ]

1. Sci Rep. 2018; 8: 1231. Published online 2018 Jan 19. doi:  10.1038/s41598-017-17610-9
2, 3. Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Feb 6;115(6):1352-1357. doi: 10.1073/pnas.1712431115.