Central Executive Network (CEN)

Überblick über das zentrale Exekutivnetzwerk (CEN) des Gehirns

Das zentrale Exekutivnetzwerk (CEN) ist ein bedeutendes neuronales Netzwerk, das für die Steuerung und Verwaltung höherer kognitiver Funktionen verantwortlich ist. Es spielt eine wesentliche Rolle bei der Ausführung von Aufgaben, die Aufmerksamkeit und kognitive Kontrolle erfordern.

Rolle des CEN in der kognitiven Funktion

Integration und Exekutivfunktion: Das CEN, insbesondere das frontoparietale Netzwerk (FPN), ist entscheidend für die Integration von Informationen über spezialisierte Subnetzwerke hinweg. Eine höhere Zentralität im FPN ist mit einer besseren Exekutivfunktion verbunden, was durch multimodale Netzwerkanalysen bestätigt wurde (Breedt et al., 2021).
Alzheimer-Krankheit: In der Alzheimer-Forschung zeigt sich, dass sowohl strukturelle als auch funktionelle Bildgebung des CEN prädiktiv für die Exekutivleistung ist. Dies gilt sowohl für Patienten mit Alzheimer als auch für gesunde Kontrollpersonen (Daigle et al., 2022).

Netzwerkschaltung und das CEN

Wechsel zwischen Netzwerken: Das CEN wechselt dynamisch mit dem Default-Mode-Netzwerk (DMN), wobei das Salienznetzwerk eine Schlüsselrolle bei diesem Wechsel spielt. Diese Schaltung ist entscheidend für die Anpassung an kognitive Anforderungen (Goulden et al., 2014; Sridharan et al., 2008).

Herausforderungen und Inkonsistenzen in der Forschung

Inkonsequente Netzwerkbezeichnungen: Es gibt erhebliche Inkonsistenzen in der Benennung von Netzwerken, die mit Exekutivfunktionen in Verbindung stehen. Dies führt zu Verwirrung in der Forschung, da ähnliche Netzwerke unterschiedliche Bezeichnungen erhalten, was die Vergleichbarkeit von Studien erschwert (Witt et al., 2020).

Zentrales Exekutivnetzwerk und psychische Gesundheit

Psychoserisiko: Bei Personen mit familiärem Risiko für Psychosen zeigt das CEN eine abnormale Aktivierung, insbesondere im rechten inferioren Frontalkortex. Dies könnte auf eine erhöhte Anfälligkeit für psychotische Störungen hinweisen (Jukuri et al., 2015).

Schlussfolgerung

Das zentrale Exekutivnetzwerk ist ein kritischer Bestandteil der kognitiven Kontrolle und Integration im Gehirn. Seine Rolle in der Exekutivfunktion, insbesondere in klinischen Populationen wie Alzheimer-Patienten und Personen mit Psychoserisiko, unterstreicht seine Bedeutung in der neurokognitiven Forschung. Zukünftige Studien sollten sich auf die Harmonisierung der Netzwerkbezeichnungen und die weitere Erforschung der dynamischen Schaltungen zwischen dem CEN und anderen Netzwerken konzentrieren.

Wissenschaftliche Studien

Breedt, L., Santos, F., Hillebrand, A., Reneman, L., Van Rootselaar, A., Schoonheim, M., Stam, C., Ticheler, A., Tijms, B., Veltman, D., Vriend, C., Wagenmakers, M., Van Wingen, G., Geurts, J., Schrantee, A., & Douw, L. (2021). Multimodal multilayer network centrality relates to executive functioning. Network Neuroscience, 7, 299 – 321. https://doi.org/10.1162/netn_a_00284

Witt, S., Van Ettinger-Veenstra, H., Salo, T., Riedel, M., & Laird, A. (2020). What Executive Function Network is that? An Image-Based Meta-Analysis of Network Labels. Brain Topography, 34, 598 – 607. https://doi.org/10.1007/s10548-021-00847-z

Daigle, K., Pietrzykowski, M., Waters, A., Swenson, L., & Gansler, D. (2022). Central Executive Network and Executive Function in Patients With Alzheimer’s Disease and Healthy Individuals: Meta-Analysis of Structural and Functional MRI.. The Journal of neuropsychiatry and clinical neurosciences, appineuropsych20110279. https://doi.org/10.1176/appi.neuropsych.20110279

Goulden, N., Khusnulina, A., Davis, N., Bracewell, R., Bokde, A., McNulty, J., & Mullins, P. (2014). The salience network is responsible for switching between the default mode network and the central executive network: Replication from DCM. NeuroImage, 99, 180-190. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2014.05.052

Jukuri, T., Kiviniemi, V., Nikkinen, J., Miettunen, J., Mäki, P., Mukkala, S., Koivukangas, J., Nordström, T., Parkkisenniemi, J., Moilanen, I., Barnett, J., Jones, P., Murray, G., & Veijola, J. (2015). Central executive network in young people with familial risk for psychosis — The Oulu Brain and Mind Study. Schizophrenia Research, 161, 177-183. https://doi.org/10.1016/j.schres.2014.11.003

Sridharan, D., Levitin, D., & Menon, V. (2008). A critical role for the right fronto-insular cortex in switching between central-executive and default-mode networks. Proceedings of the National Academy of Sciences, 105, 12569 – 12574. https://doi.org/10.1073/pnas.0800005105

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