Defaultnetwerk

Een defaultnetwerk (vertaald: ‘terugvalnetwerk’) is een netwerk van gebieden in de hersenen dat vooral actief is in een toestand van rust, waarin men niet op gebeurtenissen in de buitenwereld is gericht.

Algemeen

Het defaultnetwerk wordt soms ook wel aangeduid als default-mode network (DMN), resting-state network of task-negative network (TNN).[1] De verhoogde activiteit van het netwerk is voor het eerst vastgesteld met behulp van technieken als PET en fMRI[2]. Uit later onderzoek bleek dat dezelfde gebieden ook een grote mate van functionele connectiviteit kennen, mogelijk mede veroorzaakt door vele structurele (witte stof) verbindingen[3]. Functionele connectiviteit kan worden vastgesteld door berekening van de samenhang of coherentie tussen de activiteit van verschillende gebieden in het netwerk. De activiteit van het netwerk is gekenmerkt door een patroon van coherente oscillaties met een frequentie van ongeveer 0,10 Hz (1 slingering per 10 seconden). Tijdens actieve taakverrichting wordt het netwerk gedeactiveerd, en neemt het taak-positieve netwerk (TPN) zijn taak over. Mogelijk vormen het TNN en TPN elementen -of polen- van eenzelfde defaultnetwerk met aan elkaar tegenstelde vormen van correlatie.[4] Gesuggereerd wordt dat het defaultnetwerk correspondeert met toestanden als introspectie, dagdromen of onze spontane gedachtenstroom. Interessant is ook dat het netwerk tijdens rust meer activiteit vertoont dan tijdens uitvoeren van bepaalde cognitieve taken. Kennelijk vraagt ook het in stand houden van patronen van connectiviteit in de hersenen in passieve condities veel energie.[5] Ten slotte is in de hersenen van jonge kinderen nog geen sprake van een defaultnetwerk. Dit lijkt zich pas te ontwikkelen in kinderen van 9-12 jaar oud.[6][7] Sinds kort is bekend dat er bij kinderen wel degelijk iets is van een defaultnetwerk. Deze wordt ingezet om te leren lopen.[8] Volgens Seeley wordt de activiteit van het DMN gereguleerd door een ander grootschalig netwerk, het saliencenetwerk, dat het DMN als het ware aan en uit kan zetten.[9] Voor een groot inleidend artikel in het Nederlands over dit default netwerk zie Dolph Kohnstamm de verwijzing het artikel van Kohnstamm en Sander Daselaar in De Psycholoog juni 2017

Defaultnetwerk (naar: Seeley et al.; 2007)

Anatomie

Het defaultnetwerk beslaat een aantal frontale en pariëtale gebieden in de hersenen, die een grote mate van functionele connectiviteit laten zien tijdens een toestand van rust.[10]. Deze gebieden liggen anatomisch ver uit elkaar en communiceren vooral met elkaar via de lange wittestofbanen. Dergelijke activiteit kan worden bepaald met behulp van het resting-state fMRI[11] en technieken zoals diffusion tensor imaging (DTI) en tractografie. De laatste technieken zijn vooral geschikt om de activiteit van de wittestofbanen in kaart te brengen. Meer specifiek, verbindt het netwerk delen van de mediale frontale schors (MFC) de precuneus/cortex cingularis posterior en gebieden in de inferieure pariëtale schors.[3]. De wittestofbanen van het cingulum vormen een belangrijk onderdeel van de structurele verbindingen, en liggen mogelijk ook ten grondslag aan de functionele connectiviteit (coherente oscillaties) tussen de frontale en pariëtale hersengebieden. Deze banen lijken dus in belangrijke mate de basistoestand van het brein in rust te bepalen.

Functie

Het defaultnetwerk speelt mogelijk een rol bij bepaalde vormen van spontane (of intern gegenereerde) cognitie zoals dagdromen, en in zichzelf gericht zijn.[12] Het wordt opgevat als een geïntegreerd system voor autobiografische, zelf controlerende en sociaal-cognitieve functies, hoewel er niet direct een aparte of unieke functie aan kan worden toegekend[13][14] Volgens sommige onderzoekers is de betekenis van het defaultnetwerk voor verkrijgen van inzicht in cognitieve processen gering, en wordt het laatste alleen bereikt door bestudering van hersenactiviteit opgeroepen door cognitieve taakverrichting.[15]. Er blijkt een associatie te zijn tussen tussen individuele verschillen in intelligentie en efficiency van communicatie in het defaultnetwerk[16] Het defaultnetwerk zou ten slotte ook een rol kunnen spelen bij stoornissen als ziekte van Alzheimer en schizofrenie[17] Bij de ziekte van Alzheimer zou het defaultnetwerk met name schade ondervinden van de opbouw van bèta-amyloïd in hersenweefsels[18][19]

Referenties
  1. Raichle, Marcus E.; Snyder, Abraham Z. (2007). "A mode of brain function: A brief history of an evolving idea". NeuroImage 37 (4): 1083–90. doi:10.1016/j.neuroimage.2007.02.041. PMID 17719799.
  2. Raichle, M. E.; MacLeod, AM; Snyder, AZ; Powers, WJ; Gusnard, DA; Shulman, GL (2001). "Inaugural Article: A mode of function". Proceedings of the National Academy of Sciences 98 (2): 676–82. doi:10.1073/pnas.98.2.676. PMC 14647. PMID 11209064.
  3. Grecius M.D. et al., (2009). Resting state Functional Connectivity reflects structural connectivity in the Default Network Mode network. Cereb. Cortex 19 (1): 72-78.
  4. Broyd, Samantha J.; Demanuele, Charmaine; Debener, Stefan; Helps, Suzannah K.; James, Christopher J.; Sonuga-Barke, Edmund J.S. (2009). "Default-mode dysfunction in mental disorders: A systematic review". Neuroscience & Biobehavioral Reviews 33 (3): 279–96. doi:10.1016/j.neubiorev.2008.09.002. PMID 18824195.
  5. Raichle, M.E., Mintun, M.A., 2006. Brain work and brain imaging. Annu. Rev. Neurosci. 29, 449–476.
  6. Fair, D. A.; Cohen, A. L.; Dosenbach, N. U. F.; Church, J. A.; Miezin, F. M.; Barch, D. M.; Raichle, M. E.; Petersen, S. E. et al. (2008). "The maturing architecture of the 's default network". Proceedings of the National Academy of Sciences 105 (10): 4028–32. doi:10.1073/pnas.0800376105. PMC 2268790. PMID 18322013.
  7. Fair, Damien A.; Cohen, Alexander L.; Power, Jonathan D.; Dosenbach, Nico U. F.; Church, Jessica A.; Miezin, Francis M.; Schlaggar, Bradley L.; Petersen, Steven E. (2009). Sporns, Olaf. ed. "Functional Networks Develop from a 'Local to Distributed' Organization". PLoS Computational Biology 5 (5): e1000381. doi:10.1371/journal.pcbi.1000381. PMC 2671306. PMID 19412534.
  8. Natasha Marrus, Adam T. Eggebrecht, Alexandre Todorov, Jed T. Elison, Jason J. Wolff, Lyndsey Cole (2017-11-23) . Walking, Gross Motor Development, and Brain Functional Connectivity in Infants and Toddlers. Cerebral Cortex (New York, N.Y.: 1991): 1–14 . ISSN:1460-2199. PMID: 29186388. DOI: 10.1093/cercor/bhx313.
  9. Seeley WW, et al. (2007) Dissociable intrinsic connectivity networks for salience processing
  10. Buckner, R. L.; Andrews-Hanna, J. R.; Schacter, D. L. (2008). "The 's Default Network: Anatomy, Function, and Relevance to Disease". Annals of the New York Academy of Sciences 1124: 1–38. doi:10.1196/annals.1440.011. PMID 18400922
  11. Cordes et l. (2000). Mapping functionally reated regions of with functionally connectivity MR imaging. AJNR Am. J. Neuroradiol, 21: 1636-1644
  12. Mason, M.F. et al. (2007). Wandering minds the default network and stimulus-independent thought. Science, 315: 393-395
  13. Spreng RN, Mar RA, Kim AS (2009) The common neural basis of autobiographical memory,prospection, navigation, theory of mind, and the default mode: a quantitative meta-analysis. J Cogn Neurosci 21:489-510
  14. Gusnard, D.A. et al., (2001). Searching for a baseline: functional imaging and the resting human. Nat Rev Neurosci 2: 685:694
  15. Morcom, A.M., Fletcher, P.C., 2007. Does the brain have a baseline? Why we should be resisting a rest. NeuroImage 37, 1073–1082.
  16. M. van den Heuvel et al. (2009). Efficiency of functional brain networks and intellectual performance. J. of Neuroscience, 29 (23)
  17. Whitfield-Gabrieli, S.; Thermenos, H. W.; Milanovic, S.; Tsuang, M. T.; Faraone, S. V.; McCarley, R. W.; Shenton, M. E.; Green, A. I. et al. (2009). "Hyperactivity and hyperconnectivity of the default network in schizophrenia and in first-degree relatives of persons with schizophrenia". Proceedings of the National Academy of Sciences 106 (4): 1279–84. doi:10.1073/pnas.0809141106. PMC 2633557. PMID 19164577
  18. Kolata G (2010-12-13). "Insights give hope for new attack on Alzheimer's". New York Times. Retrieved 2010-12-14.
  19. Stam, D.J. et al. (2007). Small-world networks and functional connectivity in Alzheimers' disease. Cereb. Cortex, 17, 92-99
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.