Über Die Besonderheiten Der Gehirnentwicklung Von Der Empfängnis Bis Zur Adoleszenz

2024 Autor: Harry Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 15:42

Als mein erstes Kind geboren wurde, wie es sich für eine eifrige, aber junge Mutter gehört, sammelte ich eine Reihe von Büchern über die Betreuung von Babys und eine Vielzahl fortschrittlicher Erziehungsmethoden - damit mein Kind ein Genie und glücklich aufwächst, brauchte ich dringend Autorität Ratschlag. Leider wurde schnell klar, dass die meisten Bücher nicht besonders daran interessiert waren, die biologischen Grundlagen der Gehirnentwicklung zu erklären. Versuchen wir herauszufinden, was die Wissenschaft des Gehirns heute weiß und wie die moderne Pädagogik dieses Wissen nutzt.

Das Gehirn und seine Entwicklung

Was an der Entwicklung des Gehirns interessant ist und was wir in jedem Stadium dieser Entwicklung tatsächlich beobachten werden, ist das grandiose Zusammenspiel von genetisch vorgegebenen Faktoren und Umweltfaktoren, die im Falle der menschlichen Entwicklung zu Faktoren von. werden das soziale Umfeld.

Embryonale Entwicklung

Beim menschlichen Embryo beginnt sich das Gehirn aus dem embryonalen Gewebe des Ektoderms zu bilden. Bereits am 16. Tag der intrauterinen Entwicklung ist die sogenannte Neuronenplatte zu erkennen, die in den nächsten Tagen eine Rinne bildet, deren Oberkanten zusammenwachsen und eine Röhre bilden. Dieser Prozess ist das Ergebnis einer komplexen koordinierten Arbeit mehrerer Gene und hängt von der Anwesenheit bestimmter Signalstoffe, insbesondere Folsäure, ab. Ein Mangel an diesem Vitamin während der Schwangerschaft führt zu einem Nichtverschluss des Neuralrohrs, was zu schweren Anomalien in der Entwicklung des kindlichen Gehirns führt.

Wenn das Neuralrohr geschlossen ist, bilden sich an seinem vorderen Ende drei Hauptregionen des Gehirns: das vordere, mittlere und hintere. In der siebten Entwicklungswoche teilen sich diese Regionen wieder auf und dieser Vorgang wird Enzephalisation genannt. Dieser Prozess ist der formale Beginn der Entwicklung des Gehirns selbst. Die Wachstumsrate des fötalen Gehirns ist erstaunlich: Jede Minute werden 250.000 neue Neuronen gebildet! Zwischen ihnen entstehen Millionen von Verbindungen! Jede Zelle hat ihren eigenen spezifischen Platz, jede Verbindung ist ordentlich organisiert. Es gibt keinen Raum für Beliebigkeit und Zufälligkeit.

Der Fötus entwickelt verschiedene Sinne. Peter Hepper schreibt hierzu ausführlich in seinem Artikel Unraveling our Anfänge:

Die erste Reaktion auf Berührung tritt auf - taktile Sensibilität. In der achten Woche reagiert der Fötus auf Berührungen der Lippen und Wangen. In der 14. Woche reagiert der Fötus auf die Berührung anderer Körperteile. Als nächstes entwickelt sich der Geschmack - bereits mit 12 Wochen schmeckt der Fötus Fruchtwasser und kann auf die Ernährung der Mutter reagieren. Der Fötus reagiert auf Geräusche von 22-24 Lebenswochen. Zunächst fängt es Geräusche in einem niedrigen Bereich ein, aber allmählich erweitert sich der Bereich, und bereits vor der Geburt erkennt der Fötus verschiedene Stimmen und unterscheidet sogar einzelne Geräusche. Die Gebärmutterumgebung, in der sich der Fötus entwickelt, ist ziemlich laut: Hier schlägt das Herz, der Flüssigkeitsfluss und die Peristaltik machen Geräusche, eine Vielzahl von Geräuschen kommt aus der äußeren Umgebung, wenn auch gedämpft durch das Gewebe der Mutter, jedoch - interessanterweise - die Reichweite der menschlichen Stimme in 125-250 Hz ist nur schwach gedämpft … Folglich bilden externe Gespräche den größten Teil der fetalen Geräuschumgebung.

Die Reaktion auf Schmerzen erregt besondere Aufmerksamkeit der Forscher. Es ist schwierig festzustellen, ob ein Fötus Schmerzen verspürt – Schmerzen sind weitgehend ein subjektives Phänomen. Die unbewusste Reaktion auf schmerzhafte Reize beginnt jedoch etwa 24-26 Wochen nach der Entwicklung, wenn der neuronale Reaktionsweg zum ersten Mal gebildet wird. Von dem Moment an, in dem sich die ersten Sinnesorgane entwickeln, beginnen Informationen von ihnen zum Gehirn zu fließen, das selbst als Faktor bei der Entwicklung desselben Gehirns wirkt und zum Lernen führt.

Es stellt sich die Frage, wie wichtig die so gewonnenen Informationen sind und können wir den Fötus in gewisser Weise beeinflussen, das Gehirn zur Entwicklung und zum Lernen anregen?

Die Frucht kann lernen, Geschmack und Geruch zu erkennen. Wenn eine Mutter beispielsweise während der Schwangerschaft Knoblauch konsumiert, zeigt ein Neugeborenes weniger Abneigung gegen Knoblauchgeruch als ein Säugling, dessen Mutter keinen Knoblauch gegessen hat. Neugeborene werden auch Musik, die sie im Mutterleib hören, Vorrang vor Musik geben, die sie zum ersten Mal hören. All dies wurde bereits von der Wissenschaft festgestellt. Es ist jedoch noch unklar, ob das Phänomen des vorgeburtlichen Lernens eine nachhaltige Wirkung hat. Es ist bekannt, dass der "musikalische Geschmack" für ein bestimmtes Werk ohne Verstärkung bereits in drei Wochen verschwindet. Die Fähigkeit des Fötus zu „lernen“führt jedoch zu der Annahme, dass die Entwicklung des fötalen Gehirns durch ein pränatales Stimulationsprogramm aktiviert werden kann. Dazu gibt es jedoch keine solide wissenschaftliche Forschung.

Neugeborenes Gehirn

Zum Zeitpunkt der Geburt verfügt das Gehirn des Babys über praktisch alle notwendigen Neuronen. Aber das Gehirn wächst weiterhin aktiv und erreicht in den nächsten zwei Jahren 80 % der Größe eines erwachsenen Gehirns. Was passiert in diesen zwei bis drei Jahren?

Die Hauptzunahme des Gehirngewichts erfolgt durch Gliazellen, die 50-mal mehr als Neuronen sind. Gliazellen übertragen keine Nervenimpulse wie Neuronen, sie sorgen für die lebenswichtige Aktivität von Neuronen: Einige von ihnen liefern Nährstoffe, andere verdauen und zerstören tote Neuronen oder halten Neuronen physisch in einer bestimmten Position, bilden die Myelinscheide.

Vom Moment der Geburt an kommt eine riesige Menge von Signalen aus allen Sinnen in das Gehirn des Babys. Das Gehirn des Säuglings ist offener für die modellierende Hand der Erfahrung als zu jedem anderen Zeitpunkt im Leben eines Menschen. Als Reaktion auf die Anforderungen der Umwelt formt sich das Gehirn selbst.

Vision und Gehirn

Das Verständnis der Besonderheiten der Bildung des visuellen Kortex begann mit den bekannten Experimenten von David Hubel und Thorsten Wiesel in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts. Sie zeigten, dass, wenn Kätzchen während einer bestimmten kritischen Phase für die Gehirnentwicklung vorübergehend ein Auge schließen, eine bestimmte Verbindung im Gehirn nicht hergestellt wird. Selbst wenn das Sehvermögen dann wiederhergestellt wird, wird das charakteristische binokulare Sehen immer noch nie gebildet.

Diese Entdeckung leitete eine neue Ära im Verständnis der Rolle kritischer Entwicklungsphasen und der Bedeutung des richtigen Stimulus in diesem Moment ein. 1981 erhielten die Forscher für diese Entdeckung den Nobelpreis, und jetzt können wir hier auf David Hubels Seite mit unserem Gehirn und unserem Sehvermögen spielen.

Das, was mit den Kätzchen gemacht wurde, ist offensichtlich nicht human, um sich beim Menschen zu vermehren. Aber diese Experimente ermöglichen es, Wissen bis zu einem gewissen Grad zu extrapolieren und so die Besonderheiten der Entwicklung des menschlichen Gehirns zu verstehen. Es gibt auch Beispiele für angeborene Katarakte bei Kindern, was darauf hindeutet, dass auch Menschen kritische Phasen in der Gehirnentwicklung haben, die für eine korrekte Gehirnentwicklung bestimmte äußere visuelle Reize benötigen. Was ist über die Vision eines Neugeborenen bekannt? (Seien Sie nicht faul, dem Link zu folgen und die Welt mit den Augen eines Babys zu sehen)

Ein Neugeborenes sieht 40-mal weniger separat als ein Erwachsener. Durch Beobachten und Nachdenken lernt das Gehirn des Kindes, das Bild zu analysieren, und in zwei Monaten ist es in der Lage, zwischen den Primärfarben zu unterscheiden, und das Bild wird klarer. Nach drei Monaten treten qualitative Veränderungen auf, der visuelle Kortex wird im Gehirn gebildet, das Bild wird dem späteren Bild eines Erwachsenen ähnlich. Nach sechs Monaten kann das Kind bereits einzelne Details unterscheiden und sieht nur noch 9-mal schlechter als ein Erwachsener. Der visuelle Kortex ist im 4. Lebensjahr vollständig ausgebildet.

Die ersten drei Jahre

Es ist ganz logisch anzunehmen, dass eine solche kritische Phase nicht nur die Entwicklung des visuellen Kortex betrifft. Schon jetzt bestreitet niemand die offensichtliche Tatsache, dass in den ersten drei Lebensjahren die wichtigsten Stadien der Gehirnbildung ablaufen. Als ernsthafte Bestätigung kann das Phänomen des Hospitalismus dienen, das Spitz 1945 beschrieb. Wir sprechen über die Symptome, die sich bei Kindern im ersten Lebensjahr entwickeln, die in medizinischen Einrichtungen aufgewachsen sind, ideal aus medizinischer und hygienischer Sicht, aber in Abwesenheit der Eltern. Ab dem dritten Lebensmonat verschlechterte sich ihr körperlicher und geistiger Zustand. Kinder litten an Depressionen, waren passiv, bewegungsgehemmt, mit schlechter Mimik und schlechter Sehkoordination, auch generell nicht tödliche Erkrankungen hatten oft tödliche Folgen. Ab dem zweiten Lebensjahr traten Anzeichen einer körperlichen und geistigen Behinderung auf: Kinder konnten nicht sitzen, gehen oder sprechen. Die Folgen eines längeren Krankenhausaufenthalts sind langanhaltend und oft irreversibel. Heute beschreiben sie auch das Phänomen des familiären Hospitalismus, das sich bei Kindern vor dem Hintergrund der emotionalen Kälte der Mutter entwickelt. Es ist jedoch nicht genau bekannt, was zu diesem Zeitpunkt im Gehirn des Kindes genau passiert.

Die Tatsache, dass diese ersten drei Lebensjahre eindeutig entscheidend für die Entwicklung des kindlichen Gehirns sind, hat weitere Forschungen sowie Pädagogen und politische Entscheidungsträger veranlasst, sich energisch für die Stimulation des kindlichen Gehirns in den ersten drei Lebensjahren einzusetzen. Alles begann mit der Aussage, dass das Gehirn offensichtlich von null bis drei Jahren gebildet wird, danach ist es bereits zu spät, um etwas zu tun. In Amerika wurden mit staatlichen Mitteln die Kampagnen „I Am Your Child“und „Better Brains for Babies“ins Leben gerufen. Das Ergebnis ist ein Berg an Büchern, Erziehungslehrplänen und Presseartikeln. Die Kernaussage dieser Programme lässt sich wie folgt formulieren: Da wir bereits aus den Arbeiten der Neurophysiologen wissen, dass sich neuronale Verbindungen unter dem Einfluss äußerer Reize und vollständig in den ersten drei Jahren ausbilden, muss dieses Umfeld möglichst aktiv gestärkt werden, und dementsprechend muss die mentale Stimulation des Gehirns des Neugeborenen aktiviert werden. Dieser Ansatz wird als wissenschaftsbasierte angereicherte Umgebungen bezeichnet. Eltern beeilten sich, Babydisketten mit Mozart für Babys, Lernkarten mit leuchtenden Bildern und anderes Spielzeug zu kaufen, das entwickelt werden sollte. Aber es stellte sich heraus, dass die Lehrer den Wissenschaftlern etwas voraus waren. Mitten in der Kampagne rief ein Journalist den Neurophysiologen John Brewer, Autor von The Myth of the First Three Years: A New Understanding of Early Brain Development and Lifelong Learning, an und fragte: „Welchen Rat würden Sie den Eltern auf der Grundlage der Neurophysiologie geben? über die Wahl eines Kindergartens für ihre Kinder?" Brewer antwortete: "Basierend auf Neurophysiologie, nichts."

Die Wahrheit ist, dass die Wissenschaft nicht weiß, wie energetisierte Umgebungen für eine optimale Gehirnentwicklung in den ersten drei Jahren tatsächlich aussehen sollten. John Brewer wird nicht müde zu wiederholen: Es gibt noch keine verlässlichen Studien, die eindeutig angeben, welche Stärke, Intensität und Qualität Reize haben sollten, und es gibt keine relevanten Studien, die die Langzeitwirkung solcher Reize im Zeitverlauf bestätigen.

Das Phänomen der angereicherten Umwelt wurde an Ratten untersucht. Die Ratten wurden in zwei Gruppen eingeteilt, eine wurde einfach in einen Käfig gesetzt und in der anderen wurden Verwandte und Spielzeug zu den Ratten gebracht. In einer angereicherten Umgebung bildeten Ratten tatsächlich viel mehr Synapsen in ihren Gehirnen. Doch wie der Forscher Dr. William Greenough, was für Ratten im Labor eine bereicherte Umgebung ist, mag für ein Kind ganz normal sein. Babys werden nicht allein gelassen, sie haben die Möglichkeit, direkt zu Hause viel zu erkunden - einfach durch die Wohnung krabbeln, Bücher aus dem Bücherregal oder umgedrehte Kleiderkörbe zu begutachten. Das Experiment mit Ratten hat jedoch bereits seinen besonderen Weg in die Presse gefunden und hat Eltern, die von der Entwicklung ihrer Babys durchdrungen sind, ernsthaft beunruhigt.

Für Eltern, die befürchten, dass sie in den ersten drei Jahren keine Zeit hatten, ihr Kind zu entwickeln, haben Wissenschaftler ein tröstliches Argument: Die Gehirnentwicklung geht nach drei Jahren weiter. Im Gehirn werden lebenslang neuronale Verbindungen gebildet. Dieser Prozess ist zwar nicht ganz linear, aber auch genetisch programmiert und hängt auch von der erworbenen Erfahrung und der Umgebung ab. In einigen Lebensabschnitten ist es intensiver als in anderen, und die nächste Phase der großen Umgestaltung des Gehirns ist die Adoleszenz.

Das Gehirn eines Teenagers ist eine Baustelle

Wissenschaftler beschäftigen sich seit langem mit dem menschlichen Gehirn und beobachten vor allem verschiedene Entwicklungsstörungen oder Hirnverletzungen, die zu Funktionsveränderungen führen, die sich in charakteristischen Krankheitsbildern äußern. Aber der eigentliche Fortschritt begann mit dem Einsatz der Magnetresonanztomographie-Technologie. Diese Technologie ermöglicht es Ihnen, die aktiven Teile des Gehirns zu visualisieren, die als funktionell bezeichnet werden. Es geht nicht nur darum, den Ort zu bestimmen, sondern genau die Orte zu bestimmen, die als Reaktion auf einen Reiz aktiviert werden. Am American National Institute of Mental Health unter der Leitung von Dr. Jay Giedd hat ein groß angelegtes Projekt gestartet, um das Gehirn von Jugendlichen zu untersuchen. Die Gehirne von 145 gesunden Kindern wurden im Abstand von zwei Jahren gescannt und untersucht, welche Teile des Gehirns Informationen verarbeiten und ob sich die Topographie der Funktionsbereiche im Vergleich zu Erwachsenen und im Verlauf des Heranwachsens verändert. Was haben die Wissenschaftler herausgefunden?

Präfrontaler Kortex

Die erste Entdeckung betraf eine umfassende Umgestaltung des präfrontalen Kortex. Giedd und seine Kollegen fanden heraus, dass das Gehirn in einem Bereich namens frontaler Kortex (präfrontaler Kortex) kurz vor der Pubertät wieder zu wachsen scheint. Der präfrontale Kortex ist der Bereich direkt hinter den Frontalknochen des Schädels. Die Umstrukturierung dieses Bereichs ist von besonderem Interesse, da sie als CEO des Gehirns für Planung, Arbeitsgedächtnis, Organisation und Stimmung eines Menschen verantwortlich ist. Sobald der präfrontale Kortex „reift“, beginnen Heranwachsende, besser zu denken und mehr Kontrolle über Impulse zu entwickeln. Der präfrontale Kortex ist eine Region nüchternen Urteils.

Bis der präfrontale Kortex ausgereift ist, bleibt die Verarbeitung emotionaler Informationen unreif und wird von anderen Teilen des Gehirns durchgeführt, die für diese Arbeit weniger geschärft sind. Deshalb sind Jugendliche anfällig für ungerechtfertigte Risiken, im Allgemeinen unterscheiden sie schlecht zwischen verschiedenen emotionalen Zuständen anderer Menschen. Ich weiß nicht, wie es dir geht, aber für mich als Mutter eines Teenagers erklärt diese Entdeckung viel.

Benutze es oder verliere es

Wenn im Alter von drei Jahren die Entwicklung neuronaler Bahnen mit dem Wachstum von Ästen verglichen werden kann, treten in der Adoleszenz zwei gegensätzliche Prozesse auf - zusätzliches Wachstum neuer Bahnen und gleichzeitiges Beschneiden alter. Obwohl es den Anschein hat, dass das Vorhandensein vieler Synapsen nützlich ist, denkt das Gehirn anders und zieht beim Lernen entfernte Synapsen zusammen, während die weiße Substanz (Myelin) die aktiv genutzten Verbindungen stabilisiert und stärkt. Die Auswahl erfolgt nach dem Prinzip use it or loss it: „Wir nutzen es? Wir verlassen! Nicht verwenden? Lass uns loswerden! . Dementsprechend fördert das Spielen von Musik, Sport und im Allgemeinen jedes Studium die Bildung und Erhaltung einiger Verbindungen, und das Liegen auf der Couch, das Nachdenken über MTV und das Spielen von Computerspielen - andere.

Gleiches gilt für das Studium der Fremdsprachen. Wenn ein Kind vor der Pubertät eine zweite Sprache lernt, sie aber während einer großen "Teenager"-Umstrukturierung nicht verwendet, dann werden die ihm dienenden neuronalen Verbindungen zerstört. Dementsprechend wird die Sprache, die nach der Neustrukturierung des Gehirns erlernt wurde, einen besonderen Platz im Sprachzentrum einnehmen und ganz andere Verbindungen verwenden als die Muttersprache.

Corpus callosum und Kleinhirn

Eine weitere Entdeckung wirft Licht auf andere Merkmale von Jugendlichen. Die Rede ist von einer aktiven Umstrukturierung im Corpus callosum, das für die Kommunikation zwischen den Großhirnhemisphären verantwortlich ist und daher mit dem Studium von Sprachen und assoziativem Denken in Verbindung gebracht wird. Der Vergleich der Entwicklung dieses Areals bei Zwillingen hat gezeigt, dass es nur in geringem Maße genetisch bedingt ist und überwiegend unter dem Einfluss der äußeren Umgebung gebildet wird.

Neben dem Corpus callosum durchläuft auch das Kleinhirn eine gravierende Umstrukturierung, die bis ins Erwachsenenalter anhält. Glaubte man bisher, dass die Funktion des Kleinhirns auf die Koordination von Bewegungen beschränkt ist, haben die Ergebnisse der Magnetresonanztomographie gezeigt, dass es auch an der Verarbeitung geistiger Aufgaben beteiligt ist. Das Kleinhirn spielt bei der Umsetzung dieser Aufgaben keine entscheidende Rolle, sondern übernimmt die Funktion eines Coprozessors. Alles, was wir hohes Denken nennen – Mathematik, Musik, Philosophie, Entscheidungsfindung, soziale Fähigkeiten – wandert durch das Kleinhirn.

Schlussfolgerungen:

Trotz der Ernsthaftigkeit und des Umfangs der durchgeführten Forschung argumentieren Wissenschaftler weiterhin, dass sie noch wenig über den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion des Gehirns sowie über die Entwicklung von Verhalten wissen. Es ist auch wenig bekannt, welche Faktoren für eine optimale Entwicklung am wichtigsten sind und welche Entwicklungsreserven wir potenziell haben. Man kann jedoch mit Sicherheit sagen, dass ein normaler Mensch von der Geburt bis zum Tod Aufmerksamkeit, Kommunikation, ein normales Lebensumfeld und ein aufrichtiges Interesse an sich selbst braucht.