Ventral Attention Network (VAN)

Einführung in das Ventral Attention Network des Gehirns

Das Ventral Attention Network (VAN) ist ein bedeutendes Netzwerk im menschlichen Gehirn, das für die Erkennung und Reaktion auf unerwartete, aber relevante Ereignisse verantwortlich ist. Es spielt eine zentrale Rolle bei der Steuerung der Aufmerksamkeit, insbesondere bei der Reorientierung der Aufmerksamkeit auf neue Reize.

Funktion und Struktur des Ventral Attention Network

Funktionale Rolle: Das VAN ist stark mit der Erkennung von auffälligen Umweltveränderungen verbunden und agiert als ein supramodales „Alarm“-System, das sowohl auf auditive als auch visuelle Reize reagiert. Es zeigt eine stärkere Aktivierung bei aufgabenrelevanten Reizen im Vergleich zu aufgabenirrelevanten Reizen, was auf eine dynamische Interaktion zwischen Reizsalienz und internen Zielen hinweist (Kim, 2014; Weissman & Prado, 2012; Proskovec et al., 2018).

Anatomische Struktur: Das VAN ist rechtsseitig lateralisiert und umfasst wichtige Regionen wie die temporoparietale Verbindung und den ventralen frontalen Kortex. Diese Regionen sind durch weiße Substanztrakte wie den superioren longitudinalen Fasciculus und den arcuaten Fasciculus strukturell verbunden (Bernard et al., 2020).

Interaktion mit dem Dorsal Attention Network

Kopplung und Interaktion: Das VAN interagiert funktional mit dem Dorsal Attention Network (DAN) über fronto-parietale Verbindungsknoten. Diese Knoten zeigen sowohl anatomische als auch funktionale Konnektivität, die die Interaktion zwischen den beiden Netzwerken unterstützt (Suo et al., 2021; Vossel et al., 2014).

Dynamische Kontrolle der Aufmerksamkeit: Das VAN kann die Aktivität im DAN dämpfen, um unerwartete Verschiebungen der verdeckten visuellen räumlichen Aufmerksamkeit zu ermöglichen. Diese Interaktion ermöglicht eine flexible Steuerung der Aufmerksamkeit in Bezug auf top-down Ziele und bottom-up sensorische Stimulation (Weissman & Prado, 2012; Majerus et al., 2012).

Entwicklungsaspekte und neuronale Dynamik

Entwicklung: Kinder zeigen eine reduzierte Trennung zwischen dem VAN und dem Salienznetzwerk im Vergleich zu Erwachsenen, was auf eine asymmetrische Entwicklung der Aufmerksamkeitsnetzwerke hinweist (Farrant & Uddin, 2015).

Neuronale Dynamik: Während der Reorientierung der Aufmerksamkeit zeigt das VAN spezifische oszillatorische Aktivitätsmuster, insbesondere in den Theta-, Alpha- und Beta-Frequenzen. Diese Oszillationen sind entscheidend für die dynamische Anpassung der Aufmerksamkeit (Proskovec et al., 2018; Solís-Vivanco et al., 2020).

Schlussfolgerung

Das Ventral Attention Network spielt eine entscheidende Rolle bei der Erkennung und Reaktion auf unerwartete Reize und arbeitet eng mit dem Dorsal Attention Network zusammen, um eine flexible und dynamische Steuerung der Aufmerksamkeit zu ermöglichen. Die strukturelle und funktionale Kopplung dieser Netzwerke sowie ihre neuronale Dynamik sind entscheidend für das Verständnis der menschlichen Aufmerksamkeitsprozesse.

Wissenschaftliche Studien

Kim, H. (2014). Involvement of the dorsal and ventral attention networks in oddball stimulus processing: A meta‐analysis. Human Brain Mapping, 35. https://doi.org/10.1002/hbm.22326

Suo, X., Ding, H., Li, X., Zhang, Y., Liang, M., Zhang, Y., Yu, C., & Qin, W. (2021). Anatomical and functional coupling between the dorsal and ventral attention networks. NeuroImage, 232. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2021.117868

Vossel, S., Geng, J., & Fink, G. (2014). Dorsal and Ventral Attention Systems. The Neuroscientist, 20, 150 – 159. https://doi.org/10.1177/1073858413494269

Bernard, F., Lemée, J., Mazerand, E., Leiber, L., Menei, P., & Ter Minassian, A. (2020). The ventral attention network: the mirror of the language network in the right brain hemisphere. Journal of Anatomy, 237, 632 – 642. https://doi.org/10.1111/joa.13223

Weissman, D., & Prado, J. (2012). Heightened activity in a key region of the ventral attention network is linked to reduced activity in a key region of the dorsal attention network during unexpected shifts of covert visual spatial attention. NeuroImage, 61, 798-804. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2012.03.032

Farrant, K., & Uddin, L. (2015). Asymmetric development of dorsal and ventral attention networks in the human brain. Developmental Cognitive Neuroscience, 12, 165 – 174. https://doi.org/10.1016/j.dcn.2015.02.001

Majerus, S., Attout, L., D’Argembeau, A., Degueldre, C., Fias, W., Maquet, P., Perez, T., Stawarczyk, D., Salmon, E., Van Der Linden, M., Phillips, C., & Balteau, E. (2012). Attention supports verbal short-term memory via competition between dorsal and ventral attention networks.. Cerebral cortex, 22 5, 1086-97. https://doi.org/10.1093/cercor/bhr174

Proskovec, A., Heinrichs-Graham, E., Wiesman, A., McDermott, T., & Wilson, T. (2018). Oscillatory dynamics in the dorsal and ventral attention networks during the reorienting of attention. Human Brain Mapping, 39, 2177 – 2190. https://doi.org/10.1002/hbm.23997

Solís-Vivanco, R., Jensen, O., & Bonnefond, M. (2020). New insights on the ventral attention network: Active suppression and involuntary recruitment during a bimodal task. Human Brain Mapping, 42, 1699 – 1713. https://doi.org/10.1002/hbm.25322

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