Der Übergang von der Kindheit zum Erwachsenenalter ist ein komplexer Prozess, der von tiefgreifenden Veränderungen im Gehirn begleitet wird. Ähnlich wie eine Raupe, die sich im Puppenstadium fast vollständig auflöst, um sich in einen Schmetterling zu verwandeln, durchläuft auch das jugendliche Gehirn einen radikalen Umbau. Diese Metamorphose, die sich in der Struktur und Funktion des Gehirns widerspiegelt, prägt das Verhalten, die Emotionen und die kognitiven Fähigkeiten junger Menschen.
Die Baustelle im Kopf: Umbauprozesse im jugendlichen Gehirn
Bis in die 1970er Jahre galt die Gehirnentwicklung mit dem Abschluss des starken Kopfwachstums in der frühen Kindheit als weitgehend beendet. Doch inzwischen wissen wir, dass sich die Struktur und Funktion des Gehirns auch nach dem sechsten Lebensjahr massiv verändern - gerade in der Pubertät. Der erste systematische Einblick in diesen Prozess gelang dem US-amerikanischen Neurowissenschaftler Jay Giedd von der University of San Diego in Kalifornien, als er 1989 begann, die Gehirne hunderter Kinder alle zwei Jahre mit einer Magnetresonanztomographie (MRT) zu untersuchen, um zu verfolgen, wie Hirnstrukturen sich im Laufe der Zeit verändern.
Das pubertierende Gehirn löst sich zwar nicht auf, aber es kommt ihm zunehmend graue Substanz abhanden, also die Anteile im Gehirn, die vornehmlich aus Nervenzellkörpern bestehen. Vor allem der Cortex dünnt sich ab ungefähr dem 10. Lebensjahr stark aus. Das liegt weniger an absterbenden Zellen als daran, dass massenhaft Synapsen, die Kontaktstellen zwischen den Zellen, verloren gehen - und zwar vor allen solche, die wenig genutzt werden. Gleichzeitig nimmt die weiße Substanz im Gehirn weiter zu: Oligodendrozyten, eine besondere Form von Gliazellen, umwickeln immer mehr Axone. Die so gebildete fettreiche Myelinscheide, die der weißen Substanz auch ihre Farbe verleiht, erlaubt es den Axonen, Signale bis zu dreitausend mal schneller zu übertragen.
Der Frühjahrsputz unter den während der Kindheit verschwenderisch gebildeten Synapsen und die aufgemotzten Axone sorgen für mehr Effizienz im jugendlichen Gehirn. Doch diese stellt sich keineswegs überall gleichzeitig ein. Stattdessen folgen die Umbauarbeiten einer komplexen Choreographie, die auch Erklärungen für absonderliches Teenagergebaren anbieten.
Die Choreographie der Gehirnentwicklung: Von einfach zu komplex
Die Generalüberholung arbeitet sich nämlich von schlichteren zu komplexeren kognitiven Funktionen vor. Sie beginnt mit acht oder neun Jahren im sensorischen und motorischen Cortex im Scheitellappen, die Sinne und motorischen Fähigkeiten zu schärfen und erfasst dann ab ungefähr dem 10. Geburtstag Bereiche im Stirnlappen, die für Koordinierungsaufgaben zuständig sind, zum Beispiel für sprachliche Ausdrucksfähigkeit und räumliche Orientierung. Als letztes ziehen im Stirn- und Schläfenlappen diejenigen Regionen nach, die eine besonders wichtige Rolle bei höheren, integrativen kognitiven Funktionen wie z. B. der Willensbildung, Handlungsplanung und Impulskontrolle spielen.
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Besonders wichtig für solche Vernunft-Leistungen ist der präfrontale Cortex, und gerade dieser entwickelt sich besonders langsam, bis über den 20. Geburtstag hinaus. Jugendliche lassen sich zum Beispiel bei Denkaufgaben noch deutlich leichter ablenken als Erwachsene und zeigen dabei vor allem im präfrontalen Cortex andere Aktivitätsmuster.
Die Spätzündung im präfrontalen Cortex bedeutet auch, dass sich früher entwickelnde, emotional betonte Gehirnregionen in der Pubertät vergleichsweise ungezügelt austoben können. Männliche und weibliche Geschlechtshormone leisten dazu einen direkten Beitrag, vor allem im limbischen System, das eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung von Emotionen und der Steuerung von Impulsen spielt und viele Hormonrezeptoren vorweisen kann. Testosteron fördert das Wachstum der Amygdala (des Mandelkerns), Östrogen eher das des Hippocampus. Beide Regionen sind Teil des Belohnungssystems, und die Amygdala wirkt als emotionaler Verstärker, gerade wenn es um Angst oder Wut geht.
Wie genau hormonelle Veränderungen die Struktur und Funktion dieser Gehirnregionen beeinflussen, ist zwar noch längst nicht klar, aber gerade die Amygdala gilt als heißer Kandidat für einen Motor pubertären Verhaltens. Bestens vernetzt mit anderen Gehirnarealen mischt sie vermutlich bei vielen Jugendexzessen mit - seien es Stimmungsschwankungen, erhöhte Aggression, Furchtlosigkeit und Risikofreude oder die Suche nach aufregenden Kicks. In der Amygdala nimmt die graue Substanz bei Teenagern entgegen dem Trend sogar zu - insbesondere bei Jungs, die schließlich auch mehr Testosteron produzieren. Bessere kognitive Leistungen gehen mit einem massiven Mandelkern nicht unbedingt einher, mitunter sogar das Gegenteil. Jedenfalls die Erkennung von Gesichtern und Gefühlen anderer - eine weitere wichtige Funktion der Amygdala - klappt in der Pubertät zeitweise weniger gut als in der Kindheit oder im Erwachsenenalter.
Chaos und Ordnung: Die Synchronisation des Gehirns
Der Neurowissenschaftler Peter Uhlhaas von der Universität Glasgow in Schottland fand Hinweise darauf, dass so ein vorübergehendes Leistungstief bei 15- bis 17jährigen direkt mit den Umbauarbeiten im jugendlichen Kopf zusammenhängt. Ihre Gehirne schwingen im EEG anders als die jüngerer oder älterer Probanden. Gerade hochfrequente Schwingungsmuster, die ein Indiz dafür liefern, wie gut die Kommunikation zwischen unterschiedlichen Gehirnregionen läuft, wurden in dieser Altersgruppe schwächer und weniger synchron. „Wir beobachten eine einzigartige chaotische Phase, einen richtigen Bruch in der Entwicklung“, sagt Uhlhaas. Kurze Zeit später ist der Spuk schon wieder vorbei und aus dem Chaos entpuppen sich die für das reife Gehirn typischen hocheffizienten funktionalen Netzwerke, in denen auch weit voneinander entfernte Areale in synchroner Harmonie schwingen. Die Verwandlung ist komplett.
Neuronale Plastizität: Erfahrungen prägen das Gehirn
Wo so viel in Bewegung ist wie auf der Baustelle im Kopf, kann natürlich auch einiges verrutschen. Welche Synapsen ausgemistet werden und wie genau die Kabelisolierarbeiten bei der Myelinisierung ablaufen, hängt auch davon ab, was der metamorphosierende Mensch in dieser Zeit erlebt. Die erhöhte neuronale Plastizität während der Pubertät macht besonders sensibel für äußere Einflüsse - seien es spannende Erfahrungen, eine tolle Ausbildung, Videospiel- und Fernsehexzesse, Drogenmissbrauch oder Gewalt. Das erklärt nicht nur, warum Jugenderlebnisse oft lebenslang die Persönlichkeit prägen, sondern auch, warum viele psychische Erkrankungen erstmals im Jugendalter auftreten.
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Mithilfe weiterer EEG-Studien an Jugendlichen, die erste psychiatrische Symptome zeigen, will Peter Uhlhaas daher ein Frühwarnsystem entwickeln, das gefährdete Teenager anhand typischer Schwingungsmuster erkennt und so ein rechtzeitiges Eingreifen ermöglicht. Bei aller Sorge vor dauerhaften Entgleisungen bleiben extreme Emotionen, Anfälle von Wagemut und die Suche nach krassen Erfahrungen in der Pubertät normal. Sie haben auch einen evolutionären Sinn, ermöglichen sie doch der heranreifenden Generation die Abkopplung von den Eltern und den Aufbau des eigenen Erfahrungsschatzes, den es braucht, um ein unabhängiger Erwachsener zu werden. Initiationsriten, in denen Teenager sich Mutproben oder Gefahren stellen oder auf eigene Faust in der Wildnis klarkommen müssen, sind fester Bestandteil vieler Kulturen und erleben auch bei uns derzeit eine Renaissance. Zu Recht, finden viele Experten und fordern, Jugendliche stärker herauszufordern und ihre Grenzen austesten zu lassen.
Die Rolle der Hormone: Ein Cocktail der Gefühle
Die Geschlechtshormone lösen etwa ab dem zehnten bis zwölften Lebensjahr die körperliche Entwicklung zur geschlechtlichen Reife aus. Alle unsere Verhaltensweisen, die über Reflexe hinausgehen, hängen aber mit der Hirnstruktur zusammen, also mit der Organisation verschiedener Regionen des Gehirns, und den Prozessen, die darin ablaufen. Diese Struktur steckt auch den Rahmen ab, in dem sich unsere Persönlichkeit, unser Charakter, unser Ich-Bewusstsein und damit unser Verhalten im sozialen Umfeld entwickeln. Dies ist eine Folge unserer Evolution zum modernen Menschen mit seinem breiten, aber letztlich doch begrenzten Spektrum an Verhaltensweisen und -tendenzen. Es ist kein Wunder, dass sich im Laufe dieses Umbauprozesses auch das Auftreten der Jugendlichen ändert - manchmal auch für sie selbst unvohersehbar, und von einem Moment zum anderen.
Die Hirnregionen verändern sich unterschiedlich schnell. Wissenschaftlich ist der Umbauprozess noch nicht bis ins letzte Detail geklärt. Doch einigen wichtigen Schritten auf dem Weg vom Kinder- zum Erwachsenengehirn ist die Forschung inzwischen auf die Spur gekommen. Zum Start der Pubertät etwa kommt es zu einer "Reifung" der grauen Substanz der Großhirnrinde, die von den Nervenzellen und den Synapsen gebildet wird. Von diesen Verbindungen zwischen den Nervenzellen werden etwa während der Lernprozesse in der Kindheit sehr viele ausgebildet. Bei Jugendlichen aber wird ein großer Teil wieder aufgelöst. Nur solche, die tatsächlich immer wieder verwendet werden, bleiben erhalten. Zugleich kommt es offenbar zu einem Ausbau der Nervenfasern, über die die Informationen zwischen den Nervenzellen nun schneller vermittelt werden. Dieser Ausbau führt zu einer Zunahme der sogenannten weißen Substanz.
Die Geschwindigkeit der Hirn- und damit der Denkprozesse - die Rechenleistung des Gehirns - wächst dadurch um ein Vielfaches. Die Jugendlichen entwickeln die Fähigkeit, genauso "schnell" zu denken wie Erwachsene. Das gilt jedoch zu Beginn der Pubertät zuerst einmal für Hirnteile, die für die Kontrolle der Bewegungen, für die Wahrnehmung, die Orientierung und die Sprache gebraucht werden. Und aufgrund der Reihenfolge, in der sich die verschiedenen Regionen verändern, unterliegt das Verhalten der Jugendlichen zunächst noch besonders stark dem Einfluss des sogenannten limbischen Systems.
Dessen Arbeit hängt mit den Emotionen zusammen. Insbesondere dem sogenannten Mandelkern (Amygdala), der Informationen von Außen verarbeitet, fällt dabei offenbar eine wichtige Rolle zu. Ebenfalls starken Einfluss hat der Nucleus accumbens mit seinen Dopaminrezeptoren. Wird der Botenstoff Dopamin ausgeschüttet, so kommt es zu Glücksgefühlen. Wir Menschen streben Umstände an, die diese Reaktion hervorrufen - ein gutes Essen, Treffen mit Freunden. Dazu gehören aber auch Situationen, die uns aufgrund des Risikos, das wir dabei eingehen, einen "Kick" oder einen "Thrill" geben. Das geht Jugendlichen genauso wie Erwachsenen. Und wir können diese Gefühle in der Realität erleben, aber auch über Filme und Videospiele auslösen.
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Doch weil die Zahl der Dopaminrezeptoren bei Jugendlichen offenbar noch relativ klein ist, scheinen sie Situationen, die Erwachsene schon für aufregend halten, als wenig spannend wahrzunehmen. Sie brauchen stärkere Auslöser. Vermutlich lässt sich so eine gewisse Neigung zu Drogen- und Alkohol erklären. Rauschmittelkonsum führt zur Ausschüttung von Dopamin. Jugendliche sind aber auch aus einem weiteren Grund besonders leichtsinnig: Der sogenannnte Präfrontalcortex reift als eine der letzten Hirnregionen aus. Mit diesem Bereich hinter der Stirn hängt die Impulskontrolle zusammen und die Fähigkeit, längerfristig zu planen. Es ist dieser Stirnlappen, der uns gewissermaßen vor Augen führt, welche Konsequenzen unser Tun haben kann, der uns zur Vorsicht rät und uns abwägen lässt.
Bei Jugendlichen führt dieses Ungleichgewicht in der Entwicklung der Hirnregionen dazu, dass Gefühle schneller und stärker auf Entscheidungen und Verhalten - auch riskantes Verhalten - wirken, als Vernunft und abgewogene Argumente. In der Folge reagieren Jugendliche während der Umbauarbeiten stärker als Erwachsene spontan mit Erregungszuständen wie Wut, Angst, Aggressivität. Im Gespräch mit Jugendlichen erleben Ältere deshalb relativ häufig, dass sie missverstanden werden und unerwartete, aus ihrer Sicht völlig übertriebene Reaktionen auslösen.
Dass die Fähigkeit zunimmt, sich in andere hineinzuversetzen und zu verstehen, wie die Welt aus der fremden Perspektive aussieht, ist eine immens wichtige Entwicklung - doch auch sie führt vorübergehend zu neuen Problemen. Denn die Jugendlichen beschäftigen sich nun auch zunehmend damit, wie andere sie wahrnehmen. In einer Zeit, in der sie um eine eigene Identität ringen, in der sie außerdem den Ansprüchen der Gesellschaft gerecht werden sollen und dabei auch noch der Faktor Sexualität hinzukommt, spielt die Reaktion des sozialen Umfelds, also vor allem der Eltern und Freunde, eine bedeutende Rolle. Dass die Interpretation dieser Reaktionen eher durch den emotionalen Filter des limbischen Systems geprägt wird als durch die Ratio, macht es für die Jugendlichen nicht einfacher.
Die Bedeutung der frühen Entwicklung: Ein Fundament für die Zukunft
Die Entwicklung des Menschen von der befruchteten Zelle bis zum ausgereiften Organismus wird als Ontogenese bezeichnet, sie wird bestimmt durch Prozesse der Determinierung und Differenzierung. Die einzigartige genetische Ausstattung eines jeden Menschen hängt dabei von der Ausstattung der Eizelle und des Spermiums ab, aber sehr stark auch von dem Prozess der Vereinigung und Verteilung des genetischen Materials, des Arrangements der DNA-Stränge und der Aktivierung bzw. Deaktivierung bestimmter Genabschnitte, was lokalen, intrauterinen und epigenetischen Einflüssen unterliegt.
Während der Embryonalzeit entwickelt sich aus den ektodermalen Zellen die Neuralplatte, die sich zur Neuralrinne und dann dem Neuralrohr auffaltet. Im Kopfbereich differenzieren sich aus diesem Gewebe der Hirnstamm, das Kleinhirn, das Mittelgehirn und schließlich das Großhirn. Im Körperbereich bilden sich neben dem Neuralrohr die Spinalganglien und das weit verzweigte periphere Nervensystem. Während der Fetalzeit kommt es zu weiteren Ausdifferenzierungen des zentralen und peripheren Nervensystems und durch die Gyrierung des Großhirns entsteht die enorme Zunahme des Anteils der Großhirnrinde. Durch weitere Differenzierungs- und Migrationsprozesse der Zellverbände bildet sich die für den Menschen typische Struktur des zentralen Nervensystems.
Die neuronale Entwicklung endet aber nicht mit der Geburt, sondern reicht bis in die späte Adoleszenz hinein. Im Verlauf der Gehirnentwicklung kommt es zur Verbindung der Milliarden Nervenzellen (Neurone) über Synapsen, die sich weiter nach der Art der dort tätigen Botenstoffe (Neurotransmitter) differenzieren. Jedes Neuron kann mit Tausenden anderen Neuronen verbunden werden.
Adoleszenz neu denken: Chancen und Herausforderungen
Jahrzehntelang hatte die Forschung sich auf die Schattenseiten der Adoleszenz konzentriert: darauf, dass in dieser Phase des Erwachsenwerdens vermehrt Unfälle passieren, Depressionen, Alkohol- und Drogenkonsum zunehmen, dazu auch Gewalt, rücksichtsloses Verhalten, Essstörungen, Fettleibigkeit und sexuell übertragbare Krankheiten häufiger sind und die Zahl der Selbsttötungen und Morde steigt. Seit den 2000er Jahren werden zunehmend positivere Aspekte der Adoleszenz ins Licht gerückt. Sie fußen auf wichtigen neuen Erkenntnissen der Neurowissenschaften: In der Pubertät beginnt zum einen ein überbordendes Neuronenwachstum, dem dann ein drastisches Zurechtschneiden der neuronalen Verknüpfungen folgt - in einem Ausmaß, das nur von ähnlichen Prozessen in den ersten drei Lebensjahren in den Schatten gestellt wird. Das Gehirn von Jugendlichen reift zum anderen nicht überall und jederzeit gleichförmig. Einen Wachstumsschub erfährt das limbische System, ein Verbund von Hirnarealen, die auf Emotionen, Belohnung, Neuheit, Bedrohung und Erwartungen von Gleichaltrigen reagieren. Die Hirnbereiche, die für das Denken, das Urteilsvermögen und die exekutiven Funktionen verantwortlich sind, reifen hingegen langsam und stetig bis zum Erwachsensein. Das Ungleichgewicht, das aus dieser Dynamik entsteht, erklärt die jugendliche Impulsivität ebenso wie ihre Risikobereitschaft sowie ihre Sensibilität für soziale Belohnungen und das Lernen.
Aus evolutionsbiologischer Sicht macht das durchaus Sinn: Heranwachsende drängt es, die Sicherheit der Familie zu verlassen. Sie wollen die große, weite - ja, die soziale - Welt erkunden. Alles erste Schritte auf dem Weg zum unabhängigen Erwachsenen. Die Idee, dass die Adoleszenz eine sensible Periode für soziale und emotionale Verarbeitung darstellt, haben 2014 die Naturwissenschaftlerinnen Sarah-Jayne Blakemore und Kathryn Mills zuerst ausgearbeitet. Frühere Forschungen wie die Theory of Mind waren davon ausgegangen, dass die sozialen und kognitiven Fähigkeiten in der Mitte der Kindheit ausgereift sind. Blakemore und Mills zeigten hingegen, dass sich sozial-kognitive Fähigkeiten wie das Handlungsverständnis und die soziale Aufmerksamkeitslenkung analog zum Netzwerk der Gehirnregionen während der Adoleszenz fortlaufend verändern und das Sozialverhalten Jugendlicher stark beeinflussen.
Was Eltern tun können: Unterstützung und Verständnis
In der Pubertät mögen Flegelmanieren, Stimmungsstürme und sprießende Gewebe und Sekrete gehörig nerven und ja, auch Chaos im Kopf herrschen. Ein bisschen mehr Vertrauen in die fast reifen Gehirne ist dennoch nicht fehl am Platz. Man braucht nur einen Blick in einschlägige Schülerwettbewerbe zu werfen, um sich davon beeindrucken zu lassen, zu welchen Höhenflügen die musizierenden, forschenden oder debattierenden Kontrahenten in der Lage sind. Und ausgerechnet beim Zocken um Geld wählen Jugendliche mitunter sogar rationalere Strategien als Erwachsene, fanden Forscher kürzlich heraus .
Eltern können diesen Prozess unterstützen, indem sie sich bewusst machen, was die Baustelle im Kopf für ihr Kind bedeutet. Das hilft, Verständnis für das manchmal schwer erträgliche Verhalten aufzubringen. Achten Sie so gut wie möglich auf regelmäßigen und ausreichenden Schlaf. Teilen Sie Ihrem Kind Ihre Sorgen mit - zum Beispiel im Hinblick auf Drogen oder Mutproben.
Hier sind einige Tipps für Eltern, die ihre pubertierenden Kinder unterstützen möchten:
- Erkennen Sie an, dass viele Verhaltensweisen Ihres Kindes auf neurologische Veränderungen zurückzuführen sind.
- Trotz des Bedürfnisses nach Unabhängigkeit benötigen Jugendliche weiterhin klare Regeln und Strukturen. Diese geben Sicherheit und Orientierung.
- Führen Sie offene und ehrliche Gespräche mit Ihrem Kind. Zeigen Sie Interesse an seinen Gedanken und Gefühlen, ohne zu urteilen.
- Geben Sie Ihrem Kind die Möglichkeit, eigene Erfahrungen zu machen und Verantwortung zu übernehmen.
- Seien Sie präsent und bieten Sie Unterstützung an, ohne sich aufzudrängen.
Indem Sie diese Ansätze verfolgen, können Sie Ihrem Kind helfen, die Pubertät als eine Phase des Wachstums und der Entwicklung zu erleben - mit allen Höhen und Tiefen, die dazugehören.
Die Wendepunkte des Gehirns im Lebensverlauf
Im Laufe eines Lebens verdrahtet sich das Gehirn einer Studie zufolge fünfmal umfassend neu. Im Alter von im Mittel etwa 9, 32, 66 und 83 Jahren gebe es Wendepunkte der neuronalen Vernetzung, berichtet ein Forschungsteam im Fachmagazin «Nature Communications». «Die Phasen liefern wichtige Hinweise, wozu unser Gehirn in verschiedenen Lebensabschnitten am besten geeignet oder wann es am anfälligsten ist», erklärte Alexa Mousley von der Universität Cambridge.
- Vom Säugling zum Kind (Geburt bis ca. 9 Jahre): In dieser Phase wird die Vielzahl im Gehirn eines Babys übermäßig produzierter Synapsen reduziert. Erhalten bleiben die aktiver genutzten Verbindungen zwischen den Neuronen.
- Jugend und frühes Erwachsenenalter (ca. 9 bis 32 Jahre): Die Organisation der Kommunikationsnetzwerke des Gehirns werde zunehmend verfeinert. Kennzeichnend sei eine schnelle Kommunikation im gesamten Gehirn, verbunden mit einer verbesserten kognitiven Leistungsfähigkeit.
- Das erwachsene Gehirn (ca. 32 bis 66 Jahre): Die maximale Leistungsfähigkeit des Gehirns ist erreicht, und die Gehirnarchitektur stabilisiert sich für rund drei Jahrzehnte.
- Mittlere Phase des Alterns (ca. 66 Jahre): Eine allmähliche Umstrukturierung der Hirnnetzwerke erreicht ihren Höhepunkt.
- Spätes Altern (ca. 83 Jahre): Das menschliche Gehirn tritt in die Phase des späten Alterns ein, und die Vernetzung nimmt weiter ab.