Schlaf und das soziale Gehirn

Während die menschliche Kultur und Technologien zweifellos dazu beigetragen haben, dass mehr Ressourcen in die Gehirnentwicklung unter Menschen fließen, scheint es auch, dass große Gehirne und eine längere Entwicklung erforderlich sind, um in komplexen Gesellschaften Erfolg zu haben. Dunbar (1998) hat gezeigt, dass der Zusammenhang zwischen neokortikalem Volumen und sozialer Gruppengröße bei Primaten sehr groß ist (Pearson r = 0,76). Er (und viele andere hervorragende Neurowissenschaftler) hat die "soziale Gehirnhypothese" artikuliert, die besagt, dass wir aufgrund der sozialen Anforderungen, denen wir uns täglich stellen, große Gehirne entwickelt haben. Primaten haben mehr als erwartete neokortikale Volumina (angesichts der Körpergröße), weil sie mit den Komplexitäten des Gruppen- oder sozialen Lebens umgehen müssen. Angesichts des neokortikalen Volumens bei Menschen deutete Dunbar an, dass das durchschnittliche menschliche soziale Netzwerk ungefähr 150 Individuen sein sollte. Ethnographische und soziale Beweise unterstützen diese Vorhersage. Zum Beispiel ist es die typische Größe einer Jäger-Sammler-Gruppe; eines Unternehmens in einer militärischen Organisation, eines persönlichen Netzwerks (Anzahl der Personen, die eine Person direkt kennt); einer Kirchengemeinde; von einer kleinen Firma und so weiter. Innerhalb dieses großen persönlichen Netzwerks gibt es hierarchisch organisierte Untergruppen; Allianzen, Koalitionen und Cliquen usw., die unterschiedliche Grade der Vertrautheit mit dem Individuum im Zentrum des Netzwerks widerspiegeln.

Berücksichtigen Sie die kognitiven Anforderungen, die ein hierarchisch organisiertes Netzwerk an Individuen stellt. Menschliche Gesellschaften sind in dem Maße erfolgreich, in dem Probleme kooperativ gelöst werden können. Kooperation basiert auf Vertrauen und Vertrauen kann nur im Laufe der Zeit und nach vielen sozialen Interaktionen zwischen den beteiligten Parteien erworben werden. Diese sozialen Interaktionen müssen bei der Bewertung der aktuellen Vertrauenswürdigkeit des potenziellen Partners in einem Unternehmen immer wieder berücksichtigt, archiviert und abgerufen werden. Die Stabilität der Beziehungen im Laufe der Zeit aufrechtzuerhalten erfordert eine ständige Neuverhandlung der Bedingungen der Kooperationsvereinbarung. Menschen sind in der Lage zu täuschen und diese Fähigkeit muss daher beim Abwägen von Vertrauenswürdigkeit berücksichtigt werden. Es erfordert, dass Individuen lernen, die Absichten oder Gedanken anderer in der Gruppe zu lesen, um Konflikte zu bewältigen. antizipieren strategische Bewegungen des anderen und reparieren angespannte Beziehungen und so weiter.

Die Fähigkeit, zu erkennen, dass ein anderes Individuum einen eigenen Verstand hat, fähig zu Kooperation, aber auch Täuschung usw., wird als "Theory of Mind" oder ToM-Kapazität bezeichnet. Dunbar weist darauf hin, dass diese Fähigkeit mehrere Schichten kognitiver Komplexität beinhaltet. ToM erster Ordnung beinhaltet die Kenntnis der eigenen mentalen Zustände ("Ich glaube das …"). Intentionalität zweiter Ordnung oder ToM beinhaltet die Kenntnis der mentalen Zustände einer anderen Person ("Ich glaube, dass Sie das verstehen …"). Die Intentionalität dritter Ordnung beinhaltet das individuelle Denken darüber, was Individuum B über das Denken von A denkt ("Ich beabsichtige, dass Sie denken, dass ich denke, dass wir …" usw.) usw. Die meisten Wissenschaftler im Bereich der sozialen Kognition denken, dass Menschen sind fähig zu vielleicht 4-5 Ordnungen der Intentionalität aber nicht mehr. Die Rechenanforderungen an das Gehirn für diese Art von sozialer Wahrnehmung müssen beträchtlich sein.

Die Bereiche des Gehirns, die mit diesen rechnerischen Anforderungen rund um soziale Kognition umgehen, wurden als das "soziale Gehirnnetzwerk" identifiziert. Die Amygdala ist wichtig für die Bewertung der Emotionen von sich selbst und anderen, insbesondere von negativen Emotionen. Der fusiforme Gyrus unterstützt die schnelle Erkennung und Bearbeitung von Gesichtern. Das Gesicht ist natürlich entscheidend für soziale Interaktionen, da es alle möglichen Signale über die Absichten und Emotionen des Individuums aussendet. Es ist bekannt, dass die ventromedialen und dorsomedialen präfrontalen Regionen die Verarbeitung von selbstbezogenen Informationen sowie das Verständnis der mentalen Zustände anderer (dh ToM-Aufgaben) unterstützen. Die frontopolare Region (BA 10) zeigt eine einzigartig komplexe Struktur beim Menschen und ist eine der evolutionär jüngsten Regionen des Gehirns bei Primaten. Es ist in Multitasking, Arbeitsgedächtnis und kognitive Verzweigung involviert und kann daher die Verarbeitung von 3. und 4. Ordnungen von Intentionalität unterstützen. Der superior temporale Sulcus enthält Spiegelneurone, die soziale Imitationsverhalten und möglicherweise emotionale Empathie unterstützen. Der temporal-parietale Übergang unterstützt ToM-Aufgaben und Sprachverarbeitung. Die Insula unterstützt sowohl empathische Reaktionen als auch moralische Emotionen und der Precuneus ist an einer Reihe von Aktivitäten beteiligt, von der mentalen Simulation bis zur Selbstwahrnehmung. Schließlich ist der Hippocampus an Gedächtnisfunktionen beteiligt. Dies sind die Hauptstrukturen, die an der sozialen Kognition beteiligt sind, aber es gibt auch andere Regionen, die manchmal im sozialen Gehirn und manchmal in Nicht-Regionen wie dem ventralen Striatum und den mesokortikalen dopaminergen Belohnungstrakten usw. enthalten sind.

Dieses "soziale Gehirn" -Netzwerk übernimmt die gesamte Denk- und emotionale Arbeit, die wir tun müssen, um unsere Interaktionen mit anderen zu verfolgen und zu regulieren. Diese miteinander verbundenen Gehirnstrukturen ermöglichen es uns, fließend und mehr oder weniger fachmännisch große Mengen strategischer sozialer Informationen zu verarbeiten, die für unser Wohlbefinden und das Wohlbefinden der uns am nächsten stehenden Menschen von entscheidender Bedeutung sind. Es ist kein Wunder, dass sich ein Netzwerk von miteinander verbundenen Strukturen darauf spezialisiert hat, all diese sozialen Informationen zu verarbeiten. Was hat das alles mit dem Schlaf zu tun?

Ich schlage vor, dass das schlafende Gehirn dieses soziale Netzwerk des Gehirns in einzigartiger Weise mit einbezieht – oder bevorzugt funktioniert, um dieses spezielle Netzwerk zu erhalten und zu reparieren. NREM nimmt das soziale Gehirn für Reparatur und Wartung offline und REM-Schlaf verbindet seine Schlüsselstrukturen wieder und reaktiviert es rechtzeitig für das Wachleben. Der Schlaf erleichtert offensichtlich die Reparatur und Wartung anderer Gehirnnetzwerke und Regionen, aber ich argumentiere, dass dies besonders wichtig für das Funktionieren des sozialen Gehirns ist.

Zwei Jahrzehnte neuroimaging Studien des schlafenden Gehirns haben vorgeschlagen, dass grob gesagt die Menge der Strukturen, die das soziale Gehirn umfassen, nach Schlafbeginn und während NREM Schlaf (im Grunde die erste Hälfte der Nacht) allmählich offline genommen und dann wieder zusammengefügt werden oder reaktiviert und reaktiviert während jeder nachfolgenden Episode von REM, bis sie nach dem Aufwachen wieder vollständig online ist (siehe Referenzliste einschließlich Dang Vu et al. 2005; Maquet 2000; Maquet et al. 2005; Muzur et al. 2002).

Hirnstrukturen wie der dorsolaterale präfrontale Kortex, die helfen, Strukturen innerhalb des sozialen Gehirns zu regulieren, sind die ersten, die während des Schlafens offline genommen werden, und dann werden die Strukturen des sozialen Gehirns selbst mit jeder fortschreitenden Episode von NREM Stück für Stück beendet (N1, N2 und N3 langsamer Wellenschlaf). Zum Beispiel gibt es in der ersten NREM-Episode der Nacht eine relativ größere delta-indizierte langsame Wellenaktivität (SWA) in frontalen als in parietalen und okzipitalen Regionen (Werth et al. 1996, 1997; Finelli et al. 2001; Werth et al . 1996). Die Synchronisation der langsamen Wellenaktivität breitet sich dann progressiv zu den hinteren kortikalen Zonen aus. Währenddessen breiten sich Deltawellen durch subkortikale Knoten des sozialen Gehirnnetzwerks aus, während der NREM-Schlaf die erste Hälfte der Nacht durchläuft.

Die fortschreitende Deaktivierung des Gehirns innerhalb des NREM-Schlafes konzentriert sich auf Regionen im sozialen Gehirnnetzwerk einschließlich des medialen präfrontalen Kortex, anterior mediale Bereiche in BA 9 und 10, orbitofrontale Kortizes (BA 11) einschließlich kaudales orbitales Vorderhirn, anteriores Cingulum (BA24), bilaterale anteriore Insula, basales Vorderhirn / anteriorer Hypothalamus, bilaterales Putamen und linker Precuneus (Dang Vu et al. 2005; Kaufmann et al. 2006).

All diese Deaktivierung von Gehirnstellen wird mit dem Einsetzen von REM während der zweiten Hälfte der Nacht umgekehrt. REM umfasst die Wiederverbindung und Aktivierung eines großen Streifens von Mittellinien- und limbischen und paralimbischen Regionen, einschließlich insbesondere des ventromedialen präfrontalen Kortex und anderer Schlüsselknoten des sozialen Gehirnnetzwerks (siehe Übersicht der REM-Bildgebungsuntersuchungen im Dang Vu und den unten angegebenen Quellen von Maquet et al.) ).

Wenn diese Spekulation richtig ist, haben wir die bemerkenswerte Tatsache, dass Schlaf die Deaktivierung, den Abbau / Abbau von sozialen Gehirnstrukturen während der NREM-Phasen der ersten Nachthälfte und dann die Reaktivierung und Wiederverbindung dieser Strukturen während der REM-Phasen beinhaltet in der zweiten Hälfte der Nacht. Vermutlich dient diese Dis- und Reassemblierung der Konnektivität zwischen Knoten im sozialen Gehirnnetzwerk dem funktionellen Zweck der effizienten Verarbeitung von lebenswichtigen sozialen Informationen, die während des Tages erfasst wurden, aber unbearbeitet oder unbewertet blieben. Wenn dieses Szenario teilweise korrekt ist, dann ist Schlaf nicht nur wichtig für die körperliche Reparatur oder die Reparatur des Gehirns oder Gedächtnisfunktionen im Allgemeinen – es ist besonders wichtig für soziale Kognition.