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Biologische Umbauarbeiten: Wie die Pubertät den Körper verändert

Von Harald Willenbrock

Mitunter erkennen Eltern ihre pubertierenden Kinder nicht wieder – so stark sind die körperlichen und seelischen Veränderungen, die Jungen und Mädchen durchmachen. Seit es Neurologen möglich ist, Jugendlichen in den Kopf zu schauen, lässt sich nach und nach erschließen, weshalb sie oft so seltsam sind.

Es ist Dienstag und Hirnscan-Tag am "National Institute of Mental Health" (NIMH), ein paar Kilometer nordwestlich von Washington gelegen. In den Fluren des Instituts lümmelt eine Handvoll mit Laptops und MP3-Playern ausgerüsteter Teenager, vertreibt sich die Zeit mit Computerspielen und wartet auf ihren Einsatz. Einer nach dem anderen wird von Dr. Jay Giedd, einem Kinderpsychiater des NIMH, aufgerufen, auf einer Liege plaziert und in eine große graue Röhre geschoben.

15 Minuten lang müssen die jugendlichen Freiwilligen im Kernspintomografen ausharren. Währenddessen tasten Radiowellen und Magnetfelder Region für Region ihres Kopfinneren ab, Computerprogramme verwandeln die gewonnenen Daten in 3-D-Grafiken.

So geht es nun schon seit 17 Jahren am NIMH. Woche für Woche, Dienstag für Dienstag. Und je mehr Bilder und Daten die Computer ausspucken, desto stärker gerät die Auffassung über jenes rätselhafte Alter ins Wanken, das "Pubertät" genannt wird.

Schuld daran ist die große graue Röhre. Noch bis Mitte der 1990er Jahre glaubten Fachleute, das Hirn eines Menschen sei mit zwölf Jahren praktisch komplett entwickelt. Die entscheidenden neuronalen Vorgänge, so die damalige wissenschaftliche Lehrmeinung, spielten sich sogar bereits bis zum dritten Lebensjahr ab.

Wenn sich die "süßen Kleinen" scheinbar über Nacht in übelgelaunte, stets provokationsbereite Halbwüchsige verwandeln, wenn also das Gespenst der Pubertät mit viel Getöse bei einer Familie einzieht, dann – so dachte man – liegt es entweder an den Hormonen, an der sich wandelnden jugendlichen Psyche, oder an beidem.

Mit den Hirnscans war es Forschern plötzlich möglich, Einblicke in vormals verschlossene Teenager-Hirne zu gewinnen, und zwar regelmäßig und ohne belastende Strahlendosen. Jay Giedd, selbst Vater von vier Kindern, hat dies am längsten und ausführlichsten getan. Seit 1991 brechen er und seine Kollegen immer wieder zu Expeditionen in die Köpfe amerikanischer Teens auf – und kehren mit höchst erstaunlichen Ergebnissen zurück.

Anstelle eines fertig ausgebildeten Organs mit fest etablierten Strukturen entdeckten die Forscher im Schädelinneren eine höchst betriebsame Baustelle, auf der ständig Gerüste errichtet, neue Verbindungen gelegt und alte wieder abgerissen wurden. Viele Bauabschnitte, die man längst abgeschlossen gewähnt hatte, wurden gerade erst neu vermessen, andere befanden sich offensichtlich in einer Phase fortgesetzter Restaurierung.

Gefunden in...
GEO Wissen Nr. 41 - Mai 2008
Pubertät


"Das Gehirn", so Giedd, "entwickelt sich in den Teenagerjahren weitaus dynamischer, als wir es vermutet hatten." Damit verblasste das alte Bild vom Fast-Erwachsenen, der bis auf ein paar überschwappende Hormone "biologisch fertig" ist. Und genau so, wie Heranwachsende plötzlich alles infrage stellen, was die Elterngeneration ihnen über das Leben weismachen will, bezweifeln Wissenschaftler seither vieles von dem, was sie über Pubertierende zu wissen glaubten.

Wenn Teenager in ihre frühkindliche Trotzphase zurückzufallen scheinen, wenn sie nachts nicht ins Bett und morgens zu spät zur Schule kommen, hat das zweifelsohne auch mit ihren Hormonen und dem Abschied von der Kindheit zu tun. Die entscheidende Erklärung aber könnte in ihren Hirnen liegen.

Auf seinen Scan-Aufnahmen konnte Giedd deutlich erkennen, dass die graue Substanz des Gehirns – aus ihr besteht vor allem die mit höheren kognitiven Aufgaben betraute Großhirnrinde – in den Jahren vor der Pubertät einen Wachstumsschub erlebt; den zweiten nach jenem im Kleinkindalter. Hinter der Volumenzunahme vermuten Forscher das Sprießen frischer Verzweigungen der Nervenzellen und die Entstehung neuer Kontaktstellen zwischen ihnen. Das Gehirn bildet auf diese Weise offenbar Myriaden neuer Verschaltungen, mit deren Hilfe es Informationen verarbeiten und speichern kann.

Anschließend beschneidet es diese Vielfalt wieder. Häufig beanspruchte Verknüpfungen bleiben dabei erhalten, während solche, über die kaum "gefunkt" wird, verkümmern. "Neuronalen Darwinismus" nennt der Nobelpreisträger Gerald Edelman diese Selbstorganisation des Denkapparats.

Mit anderen Worten: Während der Adoleszenz werden die Wege, auf denen ein Mensch Informationen und Emotionen transportiert und verarbeitet, neu justiert. Das Hirn reift zu einer effizienten Denk- und Kontrollmaschine mit wenigeren, aber schnelleren Verbindungen. Es wird erwachsen.

Allein das Wissen um diesen Umbau hat weitreichende Auswirkungen auf die Art, wie man heute die Sturm-und-Drang-Zeit betrachtet. Von "massiven Konsequenzen auf unser Verständnis von Pubertät" spricht Karina Weichold, die an der Universität Jena eine Langzeitstudie über Pubertierende begleitet hat. "Seit wir mehr über die Hirnentwicklung von Jugendlichen wissen, wird Pubertät viel komplexer wahrgenommen und erforscht. Einfache Erklärungen greifen heute nicht mehr."

Dazu ist die Hirnentwicklung viel zu kompliziert. Während die Baustellen in den Arealen, die an der Bewegungssteuerung und der Wahrnehmung beteiligt sind, relativ bald wieder geschlossen werden, dauern die Umbauten in den Feldern für Sprache und räumliche Orientierung weitaus länger. Selbst das zeitliche Orientierungsvermögen durchläuft eine Phase der Reorganisation.

So produziert die Zirbeldrüse im Hirn das müde machende Hormon Melatonin während der Wachstumsphase mit einer täglichen Verspätung von bis zu zwei Stunden, wie Mary Carskadon von der Brown University in Rhode Island herausgefunden hat. Viele Jugendliche leiden daher unter einer "Phasenverzögerung" – sie werden später müde als der Rest der Welt. Da sich das Melatonin aber auch mit Verspätung abbaut, kommen sie morgens mühsamer aus dem Bett.

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