Default Mode Network (DMN)

Einführung in das Default Mode Network (DMN) des Gehirns

Das Default Mode Network (DMN) ist ein Netzwerk von Gehirnregionen, das in Ruhephasen aktiv ist und bei kognitiven Aufgaben oft eine verminderte Aktivität zeigt. Es ist in verschiedenen Spezies, einschließlich Menschen, Primaten, Katzen und Nagetieren, vorhanden und spielt eine zentrale Rolle in der Verarbeitung von intrinsischen und extrinsischen Informationen (Raichle, 2015; Lu et al., 2012).

Funktionale Heterogenität und kognitive Prozesse

Das DMN ist bekannt für seine Beteiligung an intern orientierten kognitiven Prozessen wie Tagträumen, Erinnern und Zukunftsplanung. Es integriert externe Informationen mit internen Erinnerungen und Wissen, um kontextabhängige Modelle von Situationen zu erstellen (Yeshurun et al., 2021). Studien zeigen, dass das DMN nicht nur in Ruhephasen aktiv ist, sondern auch bei bestimmten kognitiven Aufgaben eine erhöhte Aktivität aufweisen kann, was auf seine Rolle bei der Erfüllung kognitiver Anforderungen hinweist (Vatansever et al., 2015; Crittenden et al., 2015).

Struktur und funktionale Organisation

Das DMN besteht aus mehreren Schlüsselregionen, darunter der posteriore cinguläre Cortex, der temporoparietale Übergang und der mediale präfrontale Cortex. Diese Regionen unterstützen verschiedene kognitive Funktionen wie Entscheidungsfindung, Gedächtnis und Bewusstsein. Jede dieser Regionen kann weiter in funktionell unterschiedliche Subkomponenten unterteilt werden, die spezifische kognitive Prozesse unterstützen (Wang et al., 2017).

DMN und psychische Störungen

Das DMN spielt eine bedeutende Rolle in der Pathophysiologie verschiedener psychischer Störungen. Veränderungen in der Konnektivität und Funktionalität des DMN wurden mit Erkrankungen wie Depression, Schizophrenie, Angststörungen und Autismus in Verbindung gebracht. Insbesondere bei wiederkehrenden Depressionen wurde eine verminderte funktionelle Konnektivität im DMN festgestellt, was auf seine Bedeutung für die Pathophysiologie und potenzielle Behandlungsansätze hinweist (Broyd et al., 2009; Yan et al., 2019).

Herausforderungen und zukünftige Forschungsrichtungen

Die Erforschung des DMN steht vor der Herausforderung, die funktionale Spezialisierung seiner Subkomponenten besser zu verstehen und deren spezifische Beiträge zu kognitiven Prozessen und psychischen Störungen zu identifizieren. Zukünftige Studien könnten sich darauf konzentrieren, wie Veränderungen im DMN die Reaktion auf Behandlungen beeinflussen und wie gezielte therapeutische Ansätze entwickelt werden können (Broyd et al., 2009; Yan et al., 2019).

Wissenschaftliche Studien:

Raichle, M. (2015). The brain’s default mode network.. Annual review of neuroscience, 38, 433-47. https://doi.org/10.1146/annurev-neuro-071013-014030

Yeshurun, Y., Nguyen, M., & Hasson, U. (2021). The default mode network: where the idiosyncratic self meets the shared social world. Nature Reviews Neuroscience, 22, 181 – 192. https://doi.org/10.1038/s41583-020-00420-w

Vatansever, D., Menon, D., Manktelow, A., Sahakian, B., & Stamatakis, E. (2015). Default mode network connectivity during task execution. NeuroImage, 122, 96-104. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2015.07.053

Wang, S., Taren, A., Tepfer, L., & Smith, D. (2017). Functional parcellation of the default mode network: a large-scale meta-analysis. Scientific Reports, 10. https://doi.org/10.1038/s41598-020-72317-8

Broyd, S., Demanuele, C., Debener, S., Helps, S., James, C., & Sonuga-Barke, E. (2009). Default-mode brain dysfunction in mental disorders: A systematic review. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 33, 279-296. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2008.09.002

Crittenden, B., Mitchell, D., & Duncan, J. (2015). Recruitment of the default mode network during a demanding act of executive control. eLife, 4. https://doi.org/10.7554/eLife.06481

Yan, C., Chen, X., Li, L., Castellanos, F., Bai, T., Bo, Q., Cao, J., Chen, G., Chen, N., Chen, W., Cheng, C., Cheng, Y., Cui, X., Duan, J., Fang, Y., Gong, Q., Guo, W., Hou, Z., Hu, L., Kuang, L., Li, F., Li, K., Li, T., Liu, Y., Liu, Z., Long, Y., Luo, Q., Meng, H., Peng, D., Qiu, H., Qiu, J., Shen, Y., Shi, Y., Wang, C., Wang, F., Wang, K., Wang, L., Wang, X., Wang, Y., Wu, X., Wu, X., Xie, C., Xie, G., Xie, H., Xie, P., Xu, X., Yang, H., Yang, J., Yao, J., Yao, S., Yin, Y., Yuan, Y., Zhang, A., Zhang, H., Zhang, K., Zhang, L., Zhang, Z., Zhou, R., Zhou, Y., Zhu, J., Zou, C., Si, T., Zuo, X., Zhao, J., & Zang, Y. (2019). Reduced default mode network functional connectivity in patients with recurrent major depressive disorder. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 116, 9078 – 9083. https://doi.org/10.1073/pnas.1900390116

Lu, H., Zou, Q., Gu, H., Raichle, M., Stein, E., & Yang, Y. (2012). Rat brains also have a default mode network. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109, 3979 – 3984. https://doi.org/10.1073/pnas.1200506109

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