'Daydreaming Network' hilft uns beim Wechsel zum Autopiloten

Können Sie sich vorstellen, wie anstrengend es wäre, tatsächlich über jede kleine Aktion nachdenken zu müssen, die Sie jeden Tag ausführen??

Glücklicherweise schweifen unsere Gedanken und wir träumen von Routineaufgaben wie Fahren zur Arbeit, Duschen oder Gießen der Pflanzen. Interessanterweise ist derselbe Teil des Gehirns sowohl mit dem Tagträumen als auch mit dem Einstieg in den speicherbasierten Autopiloten verbunden: dem Standardmodus-Netzwerk (DMN). Darüber hinaus zeigen neue Forschungsergebnisse, dass das DMN eine wesentliche Rolle im Autopilot-Modus spielt.

Das Netzwerk im Standardmodus

Das DMN, oder "Tagträumenetzwerk", ist über verschiedene, miteinander verbundene Regionen des Kortex verteilt, einschließlich des Frontallappens, des Parietallappens und des Temporallappens. Der Kortex ist die äußere Schicht des Gehirns.

Insbesondere ist die DMN in drei Hauptunterteilungen unterteilt:

1. Der ventrale mediale präfrontale Kortex
2. Der dorsale mediale präfrontale Kortex
3. Der hintere cingulierte Cortex und der angrenzende Precuneus plus der laterale parietale Cortex (d. H. Brodmann-Bereich 39)

Der Entorhinalcortex ist ebenfalls an das DMN gebunden.

Wichtig ist, dass sich die präfrontale Kortikalis an der Vorderseite des Gehirns befindet und komplexes Denken, Verhalten und Emotionen reguliert.

Wie bei vielen wissenschaftlichen Dingen war die Entdeckung des DMN ein Zufall. Im Jahr 1997 stellten Shulman und seine Kollegen mithilfe der Positronenemissionstomographie, einer Art bildgebender Untersuchung des Gehirns, fest, dass der Blutfluss über eine Konstellation von Hirnarealen im Vergleich zu einem Ruhezustand verringert war, während ein neues, nicht selbstreferenzielles Ziel durchgeführt wurde Aufgaben. Bemerkenswerterweise bedeutet eine Abnahme des Blutflusses in diesen Hirnregionen eine verminderte Aktivität.

Im Jahr 2001 unternahmen Raichle und seine Kollegen den nächsten entscheidenden Schritt, um festzustellen, dass diese Aktivitätsabnahmen kein Zufall waren… dass es sich nicht um Aktivierungen im Ruhezustand handelte, die durch experimentell unkontrollierte Gedanken verursacht wurden. In einem Übersichtsartikel von 2015 mit dem Titel „The Brains Default Mode Network“ schreibt Raichle Folgendes:

Wir verwendeten Positronenemissionstomographie (PET) -Messungen der regionalen Durchblutung und des Sauerstoffverbrauchs, um anhand festgelegter Stoffwechselkriterien für die Aktivierung zu zeigen, dass Bereiche, die im Ruhezustand durchweg Aktivitätsminderungen während der Ausführung der Aufgabe aufwiesen, nicht aktiviert waren. Unser Artikel hatte den Titel "Ein Standardmodus für die Gehirnfunktion". Wir kamen zu dem Schluss, dass die Gehirnregionen, die beobachtet wurden, um ihre Aktivität während aufmerksamkeitsintensiver, zielgerichteter Aufgaben zu verringern, nicht im Ruhezustand aktiviert wurden, sondern eher auf eine bislang nicht erkannte Organisation innerhalb der intrinsischen oder laufenden Aktivität des Gehirns hindeuten.

Bis 2015 hatte die Entdeckung des DMN fast 3000 Artikel zu diesem Thema hervorgebracht. Wir haben erfahren, dass das DMN am aktivsten ist, wenn Menschen mit ihren Gedanken allein sind oder in stabilen Umgebungen, wie z. B. beim Anschauen eines Films oder beim Fahren eines Autos auf einer vertrauten Route, automatische, reflexive und erlernte Verhaltensweisen ausführen. Diese Umgebungen sind wache Ruhezustände, in denen sich eine Person nicht auf die Außenwelt konzentriert. Umgekehrt ist das DMN in experimentellen Umgebungen, die intensiv und kognitiv anstrengend sind, wie das Herausfinden eines Puzzles, weniger aktiv.

Die vielen Rollen des DMN werden noch geklärt. Das DMN ist mit episodischem Gedächtnis und Gedächtniskonsolidierung sowie mit sozialen und selbstbezogenen Prozessen verbunden. Das DMN ist auch damit verbunden, an die Zukunft zu denken, sich an die Vergangenheit zu erinnern und kreativ zu sein. Laut Raichle haben Studien beim Menschen gezeigt, dass das DMN „Prozesse instanziiert, die die emotionale Verarbeitung (VMPC), die selbstreferenzielle mentale Aktivität (DMPC) und die Erinnerung an frühere Erfahrungen unterstützen.“

In einer 2009 veröffentlichten Studie in Human Brain Mapping, Uddin und Co-Autoren schreiben Folgendes zum DMN: „Obwohl es möglich ist, dass eine umfassende Theorie entsteht, die die Fähigkeit des Netzwerks erklärt, ein derart vielfältiges Funktionsspektrum zu unterstützen, besteht die größere Wahrscheinlichkeit, dass das Netzwerk im Standardmodus aus funktional differenzierbaren Unterteilungen besteht oder Subnetze. "

Interessanterweise nimmt die DMN-Aktivität während der Meditation ab. Diese Erkenntnis ist sinnvoll, weil Meditation eine Zeit des verminderten Gedankenwanderns und des selbstbezogenen Denkens ist. Während der Meditation konzentriert sich eine Person auf das unmittelbare Erleben und lenkt die Aufmerksamkeit von Ablenkungen ab.

DMN und Autopilot

Das DMN wurde zunächst als Information konzipiert, die im Allgemeinen im externen und internen Umfeld einer Person auftritt. Da das DMN zum ersten Mal im Ruhezustand identifiziert wurde, ist es verlockend zu glauben, dass das DMN lediglich für Tagträumen, Gedankenwandern und spontane Gedanken verantwortlich ist. Spontane Wahrnehmung beinhaltet oft Gedanken über Vergangenheit und Zukunft, was auch mit der wahrgenommenen Rolle des DMN in Einklang steht. Das DMN spielt jedoch eine wesentlich grundlegendere Rolle im Bewusstsein.

In einer 2017 durchgeführten Studie mit dem Titel „Standardmodus-Beiträge zur automatisierten Informationsverarbeitung“ stellen Vatansever und Mitautoren fest, dass das DMN das Gehirn tatsächlich auf einen speicherbasierten Autopiloten umschaltet, sobald wir eine Aufgabe verstanden haben. Die Autoren gehen von einem möglichen Rahmen für diesen Prozess aus.

Vatansever und Mitautoren gehen davon aus, dass unser Gehirn darauf ausgelegt ist, externe Ereignisse kontinuierlich zu antizipieren. Unregelmäßigkeiten in der Umwelt werden ständig internalisiert, um die Grundlage für unsere Erwartungen zu bilden. Diese Erwartungen werden dann verwendet, um unsere Entscheidungsfindung zu informieren und Umweltanforderungen zu interpretieren, vorherzusagen und entsprechend zu handeln.

In der Tat wird vorgeschlagen, dass die intrinsische Aktivität des Gehirns, insbesondere die des DMN, die einen erheblichen Teil unserer Gehirn-Energieversorgung verbraucht, solche internen Modelle der Welt widerspiegelt, die bei der Interpretation unserer Umgebung hilfreich sein könnten. Obwohl eine solche prädiktive Verarbeitung den gemeinsamen Mechanismus darstellen kann, durch den das Gehirn Informationen als Ganzes verarbeitet, kann das DMN seine Fähigkeit auszeichnen, einen gemeinsamen Arbeitsbereich für die Konvergenz von Informationen mit seinen umfangreichen funktionalen und strukturellen Verbindungen zum Rest des Gehirns und zu bieten speziell den Zugriff auf speicherbasierte Informationen. Es wird angenommen, dass diese Integrationsfähigkeit des DMN ein Kennzeichen des Bewusstseins ist, dessen Ebenen zuvor mit der DMN-Integrität in Verbindung gebracht wurden.

In der Studie rekrutierten die Forscher der Universität Cambridge 28 Teilnehmer, die sich in einem funktionellen MRT-Scanner einer Aufgabe widmeten. Den Teilnehmern wurden vier Karten gezeigt und sie wurden gebeten, eine Zielkarte mit diesen vier Karten abzugleichen. Die Zielkarte konnte entweder nach Farbe, Form oder Nummer übereinstimmen, und die Teilnehmer mussten die Regel für die Übereinstimmung herausfinden. Der funktionelle MRT-Scanner misst den Sauerstoffgehalt im Gehirn, der als Proxy für die Gehirnaktivität dient.

Diese Aufgabe bestand aus zwei Phasen. Die erste Phase war eine Akquisition, bei der die Freiwilligen lernten, die Regeln durch Ausprobieren in Einklang zu bringen. Die zweite Phase war ein Antrag, bei dem die Freiwilligen die Regel bereits herausgefunden hatten und nun anwenden.

Die Forscher stellten fest, dass während der Akquisitionsphase das dorsale Aufmerksamkeitsnetzwerk am aktivsten war. Das dorsale Aufmerksamkeitsnetzwerk ist mit der Verarbeitung von aufmerksamkeitsintensiven Informationen verbunden. Während der Antragsphase, als die Teilnehmer die Regel bereits kannten und sie lediglich anwendeten, war das DMN aktiver.

Die Forscher stellten außerdem fest, dass die Teilnehmer während der Anwendungsphase umso schneller auf die Aufgabe reagieren konnten, je stärker die Beziehung zwischen der Aktivität im DMN und den am Gedächtnis beteiligten Bereichen des Gehirns wie dem Hippocampus ist. Dieser Befund legt nahe, dass das Gehirn während der Anwendungsphase in das Gedächtnis eingetaucht ist und auf die Aufgabe mit einer Regel aus dem Gedächtnis reagiert hat.

Es scheint, dass das DMN mit seinen vielfältigen Verbindungen im gesamten Gehirn dabei hilft, ein proaktives Gerüst im Gehirn zu etablieren. In etablierten Kontexten und Zeiten wacher Ruhezustände oder Routine macht das DMN speicherbasierte Vorhersagen und ermöglicht es uns somit, auf dem Autopiloten zu arbeiten. Wenn das DMN jedoch nicht in der Lage ist, die Zukunft zuverlässig vorherzusagen, wechselt der Autopilot in den manuellen Modus und Teile unseres Gehirns, die aufmerksamkeitsintensive Informationen verarbeiten, übernehmen diese.

Nach Ansicht der Forscher könnte dieser vom DMN festgelegte Rahmen „ein äußerst wichtiges Gerüst sein, um nicht nur die laufenden Aktivitäten des DMN unter stabilen Ruhebedingungen zu erklären, sondern auch seinen Beitrag zu sozialen Interaktionen (z. B. Theorie des Geistes, Intuition, und Stereotypisierung), ein bewusstes Selbstbewusstsein, Kreativität und eine Vielzahl anderer kognitiver Bereiche, die alle den stabilen Einsatz erlernter Informationen zur Vorhersage der Welt um uns herum erfordern. “

Implikationen

Wie die Rolle des DMN selbst sind die Implikationen der von Vatansever durchgeführten DMN-Forschung weitreichend und könnten uns helfen, Zustände wie traumatische Hirnverletzungen besser zu verstehen. Bei traumatischen Hirnverletzungen erschweren Probleme mit dem Gedächtnis und der Impulsivität die soziale Reintegration. Darüber hinaus können diese Ergebnisse dazu beitragen, andere Arten von psychischen Erkrankungen wie Sucht, Depressionen und Zwangsstörungen besser zu verstehen. Schließlich könnte diese Forschung dazu beitragen, die Mechanismen von Anästhetika im Gehirn aufzuklären.

Endeffekt

Seit seiner Entdeckung vor fast 20 Jahren war das DMN ein Segen für wissenschaftliche Forscher und hat dazu beigetragen, die Art und Weise zu verändern, wie wir über die Gehirnfunktion denken. Mit jedem Jahr lernen wir mehr über dieses facettenreiche Netzwerk, das eine wesentliche Rolle im Bewusstsein spielt. Eine Untersuchung, die die Rolle des DMN im speicherbasierten Autopiloten erklärt, führt unser Verständnis des DMN weiter, indem bestätigt wird, dass das DMN nicht nur Hintergrundrauschen ist und eine wichtige Informationsquelle darstellt.

Abschließend hat ein besseres Verständnis des DMN dazu beigetragen, die innere Erfahrung des Menschseins zu beleuchten. Betrachten Sie diese Beschreibung von Callard und Margulies aus einem Artikel mit dem Titel "Worüber wir sprechen, wenn wir über das Netzwerk im Standardmodus sprechen":

Das DMN war bemerkenswert produktiv darin, bislang marginalisierte Felder und Methoden in den Bereich der kognitiven Neurowissenschaften zu bringen - und durch solche Eingriffe neue Wege der konzeptuellen und methodologischen Erforschung zu leiten. Themen wie Gedankenwandern, die bisher weit über den Bereich der kognitiven Psychologie hinausgingen, haben sich zu heißen Forschungsgebieten entwickelt. Neuropsychoanalytische Forscher haben herausgefunden, dass das DMN ein reichhaltiges Konzept ist, um Formulierungen über psychische Energie und psychodynamische Selbstkonzepte in Bezug auf Objekte und Phantasien voranzutreiben.