Das sich entwickelnde Gehirn

In einer heute klassischen, 1963 veröffentlichten Versuchsreihe nähten David Hubel und Torsten Wiesel neugeborenen Kätzchen für unterschiedlich lange Zeit ein Auge zu. Öffneten sie es in den ersten drei Monaten wieder, kam das Sehen zurück; öffneten sie es später, blieb das Tier auf diesem Auge dauerhaft blind — obwohl Netzhaut und Sehnerv anatomisch unversehrt waren. Die binokularen Säulen der Sehrinde hatte das offene Auge übernommen, und nach dem Schluss der kritischen Phase ließen sie sich nicht mehr zurückgewinnen. (Für diese und verwandte Arbeiten teilten sich die beiden 1981 den Nobelpreis.) Das Gehirn entsteht nicht in einem Zug, sondern nach einem langen Fahrplan, und was in dessen Zeitfenstern nicht geschieht, lässt sich hinterher oft nicht nachholen — ein Prinzip, das weit über das Sehen hinausreicht: bis zum Spracherwerb, zur Bindung, zur sozialen Kognition.

Kein anderes Säugetier lässt sich beim Gehirn so viel Zeit wie der Mensch: Wesentliche Reifungsschritte laufen bis in die Mitte der Zwanziger weiter. Bis zur achten Schwangerschaftswoche steht die Grundanlage des Neuralrohrs, bei der Geburt sind die meisten der rund 86 Milliarden Neuronen an ihrem Platz. Die Synaptogenese der ersten beiden Lebensjahre legt Synapsen in enormem Tempo an und erreicht um das zweite Lebensjahr Dichten, die etwa anderthalbmal so hoch liegen wie beim Erwachsenen; das synaptische Pruning räumt über Kindheit und Adoleszenz hinweg rund die Hälfte davon wieder ab, und zwar nutzungsabhängig — der sensorische Kortex zuerst, bis zur mittleren Kindheit weitgehend fertig, der präfrontale bis in die Mitte der Zwanziger. Die Myelinisierung arbeitet sich von hinten nach vorn: Okzipital- und Parietalkortex zuerst, der präfrontale Kortex zuletzt. Kritische Phasen sind Fenster erhöhter Plastizität. Für die binokulare Fusion steht das Fenster bis etwa zum fünften bis siebten Lebensjahr offen; danach schädigt eine unbehandelte Amblyopie das betroffene Auge dauerhaft. Der Erstspracherwerb hat ein Fenster, das bis zur Pubertät reicht — Genie, die bis zum dreizehnten Lebensjahr in Isolation aufwuchs, erwarb nie eine vollständige Grammatik. Die Studien an rumänischen Waisenkindern (Nelson, Zeanah, Fox) fanden: Wer vor dem zweiten Geburtstag in eine Pflegefamilie kam, erholte sich kognitiv und sozial erheblich, wer später kam, behielt bleibende Defizite. Im Jugendalter verändert sich das Gehirn dann dramatisch — das limbische Belohnungssystem reift früher als der präfrontale Kortex, daher die hohe Belohnungsempfindlichkeit und die schwache Impulskontrolle Jugendlicher —, und dieser limbisch-präfrontale Mismatch wird herangezogen, um den Gipfel des Risikoverhaltens und den Beginn vieler psychiatrischer Störungen zu erklären: Schizophrenie, Depression und Substanzgebrauchsstörungen setzen gehäuft in genau diesem Fenster ein.