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Hirnforschung: Entwicklung des Gehirns folgt engem Zeitplan

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In den ersten zwanzig Lebensjahren verändert sich das Gehirn ständig. Dabei folgt der Körper offenbar einem genauen Zeitplan. Hirnscans zeigen deshalb recht genau, wie alt ein Kind oder Jugendlicher ist. Das soll helfen, Entwicklungsprobleme frühzeitig zu erkennen.

Gehirnscan im MRT: Die Bilder verraten wie alt ein Mensch ist Zur Großansicht
Andreas Gebert/DPA

Gehirnscan im MRT: Die Bilder verraten wie alt ein Mensch ist

Kinder und Jugendliche machen sich gerne ein bisschen älter, als sie wirklich sind. Und wie reif ein Heranwachsender ist, lässt sich tatsächlich schwer abschätzen. Größe, Körperbau, Hormonstatus oder Zähne - alle diese körperlichen Merkmale entwickeln sich individuell sehr verschieden. US-amerikanische Forscher meinen jedoch, dass sich das Alter sehr genau per Hirnscan erkennen lässt. Denn das Denkorgan entwickelt sich offenbar nach einem genauen Zeitplan, berichtet das Team um Timothy Brown von der University of California in San Diego im Fachmagazin "Current Biology".

Um für ein bestimmtes Lebensjahr typische Gehirnstrukturen zu finden, beobachteten die Forscher 885 Menschen im Alter von 3 bis 20 Jahren im Magnetresonanztomografen (MRT). Ihr Ergebnis: Mehr als 200 Eigenschaften des Gehirns verändern sich je nach Alter unterschiedlich stark. Berücksichtigten die Forscher alle diese Veränderungen, konnten sie mit 92-prozentiger Sicherheit angeben, wie alt ein Heranwachsender war.

Bislang haben Wissenschaftler Veränderungen des Denkorgans immer getrennt nach Hirnregionen beobachtet. "Das Problem dabei ist, dass ein Parameter bei verschiedenen Menschen im gleichen Alter ganz unterschiedliche Werte annimmt", sagt Brown. Über absolute Zahlen lasse sich daher schlecht auf das Alter schließen. "Das besondere an dem neuen Modell ist, dass es 231 Parameter berücksichtigt und auswertet, welche Eigenschaft sich wann verändert." So nimmt die Dicke des Cortex - der Großhirnrinde - beispielsweise fast linear mit zunehmendem Alter ab. Das Volumen des Hippocampus steigt dagegen bis zu einem Alter von etwa 14 Jahren an und geht anschließend ganz langsam wieder zurück.

In den ersten Lebensjahren wird das Gehirn ständig umgebaut. "Dass wir die Veränderungen so genau vorhersagen können, zeigt, dass sich das Gehirn, oder zumindest einige Regionen, nach einem genauen Bauplan entwickelt", sagt Brown. "Das könnte zukünftig helfen Entwicklungsstörungen von Kindern an ihrem Gehirn zu erkennen."

Allerdings kann man aus den Daten nicht schließen, dass Sinneswahrnehmung und Gedächtnis parallel zu diesen Veränderungen besser oder schlechter werden: Der Umbau gehört zum normalen Optimierungsprozess des Gehirns und hat vermutlich keinen direkten Einfluss auf die Hirnleistungen.

Dem Geheimnis der Super Ager auf der Spur

Auch nach dem großen Umbau in Kindheit und Jugend entwickelt sich das Gehirn weiter, allerdings langsamer. Brown hofft, dass sein Modell zukünftig auch Fehlentwicklungen im Gehirn älterer Menschen erkennt. "Es ist durchaus denkbar, dass das Konzept auch bei älteren Probanden funktioniert, wenn auch nicht mehr so exakt."

Gerade im Alter zeigen sich jedoch auch ungewöhnliche Hirnstrukturen - etwa bei sogenannten Super Agern, Menschen über 80 mit überdurchschnittlichem Erinnerungsvermögen. Sie haben eine dickere Hirnrinde als andere über Achtzigjährige.

Gerade verglichen Emily Rogalski und Kollegen von der Northwestern University in Chicago die Großhirnrinde von 50- bis 65-Jährigen, über 80-Jährigen und einer Gruppe von Super Agern. Auf den 3-D Bildern glich die Hirnrinde der Super Ager dem Cortex der im Schnitt 58-jährigen, berichten die Wissenschaftler im "Journal of the International Neuropsychological Society" .

Auch Brown und sein Team berücksichtigen die Großhirnrinde bei ihren Analysen. Bei den 3- bis 20-Jährigen habe sie sich aber nie ungewöhnlich verändert. "Bei älteren Menschen und Super Agern sind möglicherweise ganz andere Veränderungen im Gehirn für eine bestimmte Altersgruppe charakteristisch, als bei Kindern und Jugendlichen", sagt der Forscher.

Die Unterschiede in der Gehirnentwicklung zwischen Super Agern und normal gealterten interessieren auch Rogalski: "Es ist bemerkenswert, dass die Super Ager eine so gut erhaltenen Hirnrinde besitzen. Der Verlust grauer Materie gehört eigentlich zum normalen Alterungsprozess", sagt sie. "Wenn wir herausfinden, was das Gehirn der Super Ager fit hält, könnte das die Lebensqualität anderer Menschen verbessern oder sogar helfen Alzheimer zu bekämpfen."

Mit Material von dapd

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