Das Gehirn folgt im Kindesalter einem sehr viel strengeren Entwicklungsfahrplan als bisher gedacht. Das haben US-Forscher jetzt entdeckt, als sie die Gehirne von über 800 Kindern und Jugendlichen mit bildgebenden Verfahren untersuchten. Dabei zeigte sich, dass die Gehirne von Gleichaltrigen im Durchschnitt sehr viel weniger individuelle Unterschiede im Entwicklungsstadium aufweisen als der restliche Körper. Daher lässt sich anhand eines Gehirnscans das Alter eines Kindes mit einer Trefferquote von 92 Prozent vorhersagen, berichten Timothy Brown von der University of California in San Diego und seine Kollegen im Fachmagazin „Current Biology“.
Körperliche Entwicklung verläuft extrem unterschiedlich
Forscher suchen schon länger nach einem System, mit dem sich die möglichst objektiv messen lässt, wie reif ein Heranwachsender eigentlich ist. Das ist beispielsweise wichtig, um abschätzen zu können, ob er oder sie sich altersgerecht entwickelt. Bisher wurden dazu vor allem körperliche Merkmale wie Größe, Gewicht und Körperbau sowie die Entwicklung der Zähne und der Knochen herangezogen, ebenso wie der Hormonstatus oder die Ausprägung sekundärer Geschlechtsmerkmale. Dabei ergebe sich jedoch nur in den seltensten Fällen wirklich ein klares Bild, erläutern Brown und seine Kollegen – die individuelle Entwicklung verläuft einfach zu unterschiedlich.
Aus diesem Grund wandte sich das Team nun dem Gehirn zu. Die Datenbasis waren Magnetresonanztomographie-Aufnahmen von 885 Kindern und Jugendlichen im Alter zwischen drei und zwanzig Jahren. Anstatt jedoch, wie bei bisherigen Ansätzen, lediglich ein oder einige wenige Merkmale auszuwerten, erfassten die Wissenschaftler bei ihrer Analyse über 300 verschiedene Messdaten. Dazu gehörten beispielsweise die Dicke und die Fläche der Großhirnrinde, Größe und Form des Hippocampus und anderer wichtiger Hirnareale, das Volumen verschiedener Hirnteile, die Verteilung von Grauer und Weißer Substanz und Ähnliches.
Erst das Gesamtbild ermöglicht einen Vergleich
Beim Vergleich der verschiedenen Altersstufen zeigte sich: Die unterschiedlichen Teile des Gehirns entwickeln sich auch unterschiedlich schnell, zum Teil mit einer völlig eigenen Dynamik. 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. Aus diesem Grund seien alle bisherigen Versuche, mit Hilfe einzelner Messparameter den Entwicklungsgrad des Gehirns zu bestimmen, gescheitert, erläutern die Forscher. Die Kombination der über 300 Werte ergebe dagegen ein klares Bild des aktuellen Entwicklungsstadiums, eine Art multidimensionaler Kennzahl, die ganz eng mit dem Alter eines Kindes gekoppelt sei.
Diese Kopplung kann man nutzen, um von den Messwerten auf das Alter zurückzuschließen, wie die Forscher in ihrer Testgruppe demonstrierten. Die Übereinstimmung war mit einer Trefferquote von 92 Prozent extrem gut. Es sei klar zu sehen gewesen, dass die individuelle Gehirnentwicklung einen strengen zeitlichen Plan folge und dass die Unterschiede zwischen Gleichaltrigen maximal einem Entwicklungsabstand von einem Jahr entsprachen. Die spannende Frage sei nun, ob sich diese Unterschiede auch im Stand der individuellen kognitiven Fähigkeiten und des Verhaltens widerspiegeln, sagt das Team. Dazu könne man noch keine Angaben machen, es sei jedoch das nächste Untersuchungsziel. Sollte sich das Messsystem bewähren, könnte es außerdem dabei helfen, Entwicklungsstörungen wie beispielsweise Autismus sehr viel früher zu erkennen und damit auch zu behandeln als bisher. (doi: 10.1016/j.cub.2012.07.002)
(Current Biology, 17.08.2012 – ILB)
