23.12.12

Hirnforschung

Wie die frühe Kindheit das Reifen des Gehirns prägt

Japanische Wissenschaftler haben Kindern von Menschen, Schimpansen und Rhesusaffen beim Wachsen zugesehen. Das Ergebnis: Für das Denkorgan des Menschen ist das zweite Lebensjahr besonders wichtig.

Für die Hirnentwicklung beim Menschen ist besonders das zweite Lebensjahr sehr wichtig. Das schließen japanische Wissenschaftler um Tomoko Sakai von der Universität Kyoto aus Untersuchungen von Menschen, Schimpansen und Rhesusaffen.

Vor allem in der zweiten Hälfte der frühen Kindheit steigt die Zahl der Nervenverbindungen beim Menschen deutlich stärker als bei den Menschenaffen, wie die Primatenforscher im Fachblatt "Proceedings of the Royal Society B" berichten.

Das Gehirn des Menschen unterscheidet sich sehr vom Gehirn anderer Primaten: Es ist überproportional groß, weicht aber vor allem in Aufbau und Struktur von diesen Verwandten aus dem Tierreich ab.

Unklar ist jedoch, warum das Denkorgan gerade beim Homo sapiens so ausgeprägt ist und wie diese Entwicklung verläuft.

Lange Reifung?

Manche Forscher sehen den Grund darin, dass das menschliche Gehirn nach der Geburt über einen besonders langen Zeitraum heranreift. Andere Studien deuten darauf hin, dass das Gehirn in der frühen Kindheit einen deutlichen Entwicklungsschub erlebt.

Um dies zu prüfen, analysierten die japanischen Forscher die Hirnentwicklung von heranwachsenden Menschen, Schimpansen und Rhesusaffen per Magnetresonanztomografie (MRT).

Dabei verglichen sie die Aufnahmen für drei Entwicklungsstadien – frühe Kindheit, späte Kindheit und Jugend.

Das Gehirn braucht zur Reife zwölf Jahre

Zum besseren Vergleich ließen die Wissenschaftler diese drei Phasen mit dem Auftauchen des ersten Milchzahns, dem Durchbruch des ersten echten Zahns und – je nach Geschlecht – der ersten Regelblutung oder der ersten Ejakulation enden. Der gesamte Zeitraum dauert demnach für Rhesusaffen, Schimpansen und Menschen etwa drei, acht und zwölf Jahre.

Während das Gehirn bei Rhesusaffen schon in der frühen Kindheit fast seine vollständige Größe erreicht, reift es sowohl bei Schimpansen als auch bei Menschen verzögert heran – und wächst dafür umso massiver. Über den gesamten Zeitraum wuchsen die Gehirne von Mensch und Schimpanse im Vergleich zu dem des Rhesusaffen fast drei Mal stärker.

Große Unterschiede im Hirnvolumen

Aber auch hier fanden die Forscher deutliche Unterschiede: Von der Mitte bis zum Ende der frühen Kindheit nahm das Hirnvolumen bei Menschen fast doppelt so stark zu wie bei Schimpansen – um gut 16 Prozent im Vergleich zu gut 8 Prozent.

Bei Rhesusaffen waren es nur 1,6 Prozent.

Diese Phase entspricht beim Menschen dem Alter von 12 bis 24 Monaten. Besonders deutlich wuchs in dieser Periode die weiße Substanz. Menschen legten davon fast 43 Prozent zu, Schimpansen lediglich 17 Prozent. Die weiße Substanz umfasst die Nervenfasern – also die länglichen Fortsätze der Nervenzellen, die für die Vernetzung verschiedener Areale des Gehirns wichtig sind.

Aufgrund ihrer fetthaltigen Hülle erscheinen die Nervenfasern im Schnittbild weiß, daher auch der Name. Im Gehirn liegt die weiße Substanz innen.

Effizienz entsteht in ersten beiden Lebensjahren

Aus ihren Beobachtungen zum Hirnwachstum – und insbesondere zur weißen Substanz – folgern die Forscher, dass die Grundlagen für die hohe Effizienz des menschlichen Gehirns in den ersten beiden Lebensjahren entstehen, weniger während der langen Reifung.

Auch für den Stammbaum des Menschen leiten die Wissenschaftler Folgerungen ab: Die verzögerte Hirnreifung nach der Geburt lag demnach schon bei dem gemeinsamen Ahnen von Mensch und Schimpansen vor. Aber erst nach der Aufspaltung beider Linien habe sich bei den Ahnen des Menschen die Vernetzung des Gehirns stärker ausgeprägt.