Gehrinentwicklung

Netzwerke der Nervenbahnen im Gehirn: Sie lassen sich mit einem neuen Verfahren der Magnetresonanztomographie und rechnergestützten Analyseverfahren darstellen.
Foto: Bram Stieltjes, DKFZ

Während der Pubertät reift das Gehirn – dies bringt für Jugendliche und Eltern große Herausforderungen mit sich: Die Heranwachsenden leiden unter Gefühlsschwankungen, handeln häufig impulsiv oder entwickeln eine Neigung zu riskantem Verhalten. Welche Umbauprozesse im Gehirn dahinterstecken und wie sich das Gehirn während der Pubertät verändert, erforschen Wissenschaftler der Universitätsklinik für Kinder- und Jugendpsychiatrie Heidelberg und des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) nun mit Hilfe modernster Methoden der Kernspintomographie. Die erste detaillierte Erfassung der Hirnentwicklung in diesem Reifungsprozess kann dazu beitragen, psychische Erkrankungen, die in der Pubertät ihren Anfang nehmen, besser zu verstehen. Die Dietmar Hopp-Stiftung fördert das Projekt in den kommenden drei Jahren mit 239.000 Euro.

Umbau im Gehirn wirkt sich auf Verhalten und Empfinden aus

In der Pubertät baut das Gehirn um: Die Anzahl der Nervenzellen nimmt ab, dafür kommen Verbindungsbahnen dazu; die Netzwerke zwischen den Nervenzellen verändern sich. Diese Zeit ist eine kritische Phase für die Entstehung psychischer Störungen: Ungefähr die Hälfte der bekannten psychischen Erkrankungen beginnen in der Pubertät. „Wir wissen allerdings bisher nur wenig über diesen Reifungsprozess des Gehirns, welche Faktoren ihn beeinflussen oder welche Umbauprozesse sich wie auf das Verhalten und die emotionale Entwicklung auswirken“, sagt Projektleiter Prof. Dr. Romuald Brunner, Leitender Oberarzt der Universitätsklinik für Kinder- und Jugendpsychiatrie Heidelberg.

Ziel des Projekts ist es, die verschiedenen Reifungsprozesse der Nervenzell-Netzwerke bei gesunden Kindern und Jugendlichen aufzuklären und mit dem sozial-emotionalen und kognitiven Entwicklungsstand in Verbindung zu setzen. So soll die normale Entwicklung des Gehirns besser verstanden werden. Dazu werden 120 Jungen und Mädchen ab dem 9. und ab dem 12. Lebensjahr über drei Jahre einmal jährlich im MRT untersucht. Zusätzlich führen die Wissenschaftler neuropsychologische Untersuchungen durch, die das Verständnis für Gedächtnis- und Lernprozesse in Abhängigkeit der Entwicklung der Netzwerkstrukturen erweitern sollen. „Mit diesen Erkenntnissen können wir später die Kinder und Jugendlichen mit einer normalen Entwicklung mit denen, die psychische Probleme oder Verhaltensauffälligkeiten entwickeln, vergleichen. Somit können wir besser nachvollziehen, wie bestimmte Störungen ihren Anfang nehmen und in Zukunft eventuell gegensteuern“, erklärt Dr. Romy Henze, Dipl.-Psychologin an der Universitätsklinik für Kinder- und Jugendpsychiatrie. „Hier werden entscheidende Impulse für das Verständnis auch schwerwiegender Erkrankungen wie der Schizophrenie erwartet“ erläutert Prof. Resch.

So haben Jugendliche während der Pubertät z.B. häufig Schwierigkeiten, ihre Impulse oder starken Gefühle zu kontrollieren. Ähnliche Probleme treten sehr viel ausgeprägter bei bestimmten psychischen Erkrankungen auf. „Unsere Studie soll uns zukünftig die Möglichkeit geben, zu vergleichen: Sind in beiden Fällen – normale Pubertät und bei Problemen psychische Auffälligkeit – dieselben Netzwerke und Areale im Hirn betroffen? Welche Prozesse im Gehirn führen im Verlauf der Pubertät z.B. zu Problemen bei dem Versuch, starke Impulse oder Gefühle kontrollieren zu können?“, so Brunner.

Neues MRT-Verfahren bisher nur am DKFZ verfügbar

Dazu nutzt das interdisziplinäre Team ein neues Verfahren der Magnetresonanztomographie, das Wissenschaftler des DKFZ um Dr. Bram Stieltjes entwickelt haben. In Kombination mit einem speziellen rechnergestützten Analyseverfahren, entwickelt und implementiert von Dr. Klaus H. Meier-Hein, lassen sich erstmals die Netzwerke der Nervenbahnen im Gehirn, ihre Aktivität und Umstrukturierungsprozesse darstellen. Die Kombination aus innovativer MRT-Technik sowie Auswertungs-Software stehen in dieser Form bisher nur in Heidelberg zur Verfügung. Mit ihrer Hilfe untersuchte das Team bereits Nervenbahnverbindungen und deren Veränderungen bei verschiedenen psychischen Erkrankungen wie dem Borderline-Syndrom, Autismus und schizophrenen Erkrankungen.

Studienteilnahme möglich

Mädchen und Jungen im Alter von 9 oder 12 Jahren können ab sofort an der Studie teilnehmen. Interessierte Eltern können sich für weitere Informationen an die Studienzentrale wenden:
Dipl.-Psych. Susanne Schell, Klinik für Kinder- und Jugendpsychiatrie, Universitätsklinikum Heidelberg
Telefon 0 62 21/56-3 51 35