Das Default Mode Network

Geschrieben am 10. Mai 2020 von Dr. Jan Höpker.

Obwohl beim Menschen nur rund 2 Prozent des Körper­ge­wichts auf das Gehirn entfallen, schlägt sein Ener­gie­ver­braucht mit satten 20 Prozent zu Buche. Im 20. Jahr­hun­dert ging man noch davon aus, dass das Gehirn nur bei kogni­tiver Anstren­gung – beim Denken – große Mengen Energie verbraucht. Wie es tatsäch­lich um den Ener­gie­ver­brauch des Gehirns bestellt ist, schauen wir uns in Kürze an. (Spoiler: Man hatte das Bewusst­sein maßlos über- und das Unter­be­wusst­sein entspre­chend maßlos unter­schätzt.)

Um die Jahr­tau­send­wende schob der Radiologe Marcus Raichle Menschen in einen Gehirn­scanner und gab ihnen die Anweisung, den Geist ruhen zu lassen. Sie sollten an nichts denken. Zu Raichles Über­ra­schung standen die Gehirne nicht etwa still, sondern es zeigte sich immer wieder das gleiche Muster an Gehirn­ak­ti­vität. Dieses Netzwerk, das beim Nichtstun innerhalb von Sekun­den­bruch­teilen aktiv wurde, ist heute unter den Begriffen Default Mode Network (DMN), Ruhe­zu­stands­netz­werk oder auch task-negative Network bekannt. Die Aktivität (resting-state activity) des DMN ist negativ mit der Aktivität der Aufmerk­sam­keits­netz­werke korre­liert.

Diese Zentren sind am DMN beteiligt:

  • Präfron­taler Cortex,
  • Prae­cu­neus,
  • Teile des Gyrus cinguli,
  • parie­talis superior und
  • Hippo­campus.

Das DMN wurde in letzter Zeit intensiv erforscht, aber die Wissen­schaftler sind noch weit von einem gemein­samen Paradigma entfernt. Einige Forscher sind sogar der Ansicht, dass die Gehirn­areal, die dem DMN zuge­spro­chen werden, gar nicht gemeinsam aktiv sind, sondern dass es sich um ein Artefakt handelt, das dadurch entsteht, dass die entspre­chenden Areale von einer gemein­samen Arterie mit Blut versorgt werden. Schwan­kungen in der gemein­samen Blut­ver­sor­gung würden mit gemein­samer neuro­naler Aktivität verwech­selt (Vasku­la­ri­täts-Hypothese). Das nur am Rande.

Es wurde auch ein task-positive Network gefunden, das immer dann aktiv ist, wenn die bewusste Aufmerk­sam­keit fokus­siert ist. Da sich das task-negative Network mit dem task-positive Network abzu­wech­seln scheint, verbraucht das Gehirn zu jedem (wachen) Zeitpunkt in etwa gleich viel Energie. Im Zustand der fokus­sierten Aufmerk­sam­keit ist der Ener­gie­ver­brauch um lediglich 5 Prozent höher als beim Nichtstun. (Übrigens hat das Gehirn auch im Schlaf einen recht hohen Ener­gie­ver­brauch.)

Was tut das Default Mode Network? Es ermög­licht so genanntes reiz­un­ab­hän­giges Denken (stimulus-inde­pen­dent thought). Der entspre­chende Bewusst­seins­zu­stand wird als Mind-wandering bezeichnet. In diesen Situa­tionen ist das DMN ist aktiv:

  • Wenn wir an andere Menschen denken (Moral, Theory of Mind, Empathie)
  • Wenn wir über uns selbst nach­denken
  • Wenn wir uns an die (eigene) Vergan­gen­heit erinnern
  • Wenn wir (für) die Zukunft planen
  • Wenn wir einer Geschichte folgen (Film, geschrie­bener Text, Erzählung)

Allgemein gespro­chen sortiert, verbindet, bewertet und speichert das DMN persön­liche Erleb­nisse. Diese Routi­ne­tä­tig­keit wird immer dann durch­ge­führt, wenn das Gehirn Leerlauf hat, weil die fokus­sierte Aufmerk­sam­keit gerade nicht gebraucht wird. (Etwas verein­facht gespro­chen scheint die Aktivität des DMN mit der des REM-Schlafes vergleichbar zu sein.)

Wozu das alles? Letzt­end­lich geht es dem Gehirn darum, vorher­zu­sagen, was als nächstes auf uns zukommen wird. Das Gehirn möchte überleben, und weil die Vermei­dung des Todes – und entspre­chend die früh­zei­tige Erkennung und Vermei­dung von Gefahren – höchste Priorität hat, drehen sich die Gedanken des DMN allzu gerne um negative Ereig­nisse und unschöne Even­tua­li­täten.

Literatur/Quellen

A default mode of brain function. Marcus E. Raichle et. al. PNAS (2001) 98(2) 676–682 (Artikel)

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