Die Entwicklung des menschlichen Gehirns ist ein komplexer und faszinierender Prozess, der bereits in der frühen Embryonalphase beginnt und sich über die gesamte Schwangerschaft und die ersten Lebensjahre des Kindes fortsetzt. Diese Entwicklung ist von entscheidender Bedeutung für die körperlichen, kognitiven und emotionalen Fähigkeiten eines Menschen.
Frühe Phasen der Gehirnentwicklung im Embryo
Die Entwicklung des Gehirns und des Nervensystems beginnt bereits in der 3. Schwangerschaftswoche. Zu diesem Zeitpunkt ahnt die Frau oft noch nichts von ihrer Schwangerschaft. Bereits in der 5. Schwangerschaftswoche beginnen sich die ersten Nervenzellen zu teilen und sich in Neuronen und Gliazellen zu differenzieren - die Zelltypen, aus denen das Nervensystem besteht. Ebenfalls um die 5. Woche faltet sich die Neuralplatte in sich selbst und bildet das sogenannte Neuralrohr, welches sich bis etwa zur 6. SSW schließt und zum Gehirn und Rückenmark wird.
Bis zum Ende der 8. Woche sind Gehirn und Rückenmark fast vollständig angelegt. In den folgenden Wochen und Monaten wird im Gehirn eine Unmenge von Nervenzellen durch Zellteilung gebildet. Von diesen wird ein Teil vor der Geburt wieder abgebaut.
Während der 7. SSW teilt sich das Organ des Embryos in drei Teile: Vorderhirn, Mittelhirn und Hinterhirn. Das Vorderhirn wird hauptsächlich mit Argumentation, Problemlösung, Formung und Speicherung von Erinnerungen assoziiert. Das Mittelhirn ist derweil dafür verantwortlich, sensorische Informationen kognitiv zu verarbeiten und hilft räumliche Verhältnisse zu koordinieren, damit wir die Welt um uns herum begreifen können.
Um die 10. Woche besitzt das Gehirn bereits eine kleine, glatte Struktur, die dem gleicht, was allgemein als Gehirn bekannt ist. Die Falten, die die verschiedenen Gehirnregionen bilden, entwickeln sich erst später in der Schwangerschaft.
Lesen Sie auch: Einblick in die embryonale Gehirnentwicklung
Funktionelle Entwicklung und Aktivität des Gehirns
Die ersten Synapsen im Rückenmark des Babys bilden sich während der 7. Schwangerschaftswoche. Ab der 8. Woche beginnt die elektrische Aktivität im Gehirn. Sie ermöglicht dem Baby, seine ersten (spontanen) Bewegungen zu koordinieren, die im Ultraschall bereits sichtbar sind. Bis zum Ende des ersten Trimesters folgen weitere unwillkürliche Bewegungen wie Dehnen, Gähnen und Saugen. Diese erfolgen bis zum Ende des zweiten Trimesters dann bereits deutlich koordinierter.
Das Gehirn, das lebenswichtige Funktionen wie Herzfrequenz und Atmung steuert, ist in der Regel bis zum Ende des zweiten Trimesters vollständig entwickelt. Der zerebrale Kortex, der willkürliche Handlungen sowie das Denken und Fühlen steuert, übernimmt im dritten Trimester - also erst gegen Ende der Schwangerschaft - seine Aufgaben.
Einflussfaktoren auf die Gehirnentwicklung während der Schwangerschaft
Während der gesamten Schwangerschaft sind die neuronalen Strukturen äußerst empfindlich und damit anfällig gegenüber äußeren Einflüssen. Alkoholkonsum, Rauchen, Strahlung, Jodmangel und bestimmte Erkrankungen der Mutter, wie beispielsweise Infektionskrankheiten können zu einer Schädigung des sich entwickelnden Nervensystems führen. Auch Medikamente sollten nur nach Absprache mit dem Arzt eingenommen werden, um eventuelle negative Auswirkungen auf den Embryo zu verhindern.
Schon im Mutterleib nimmt das Gehirn des Ungeborenen Informationen auf. So geht man davon aus, dass durch das Wahrnehmen der Sprache der Eltern das Erlernen der Muttersprache schon vor der Geburt geprägt wird.
Seit wenigen Jahren ist bekannt, dass die Großhirnrinde werdender Mütter in der ersten Schwangerschaft regelrecht umgebaut wird. Camila Servin-Barthet von der Universitat Autònoma de Barcelona und Dr. Magdalena Martínez-untersuchten mit Ihrem Team die Hirnveränderungen von werdenden Müttern. Hierfür nutzten sie Magnetresonanztomografie (MRT), Hormonanalysen und psychologische Fragebögen zur Mutter-Ungeborenes- bzw. Mutter-Kind-Bindung. Als Kontrollgruppen dienten kinderlose Frauen und Ziehmütter, deren weibliche Partner geplant schwanger wurden. Von anfangs 433 Teilnehmerinnen konnte das Forscherteam 127 Frauen mit erster Schwangerschaft, 20 Ziehmütter und 32 Kinderlose auswerten. Bis zur 34. Von der 34. Schwangerschaftswoche bis zum 6. Die stärkste Mutter-Kind-Bindung konnte bei den biologischen Müttern gemessen werden, deren graue Substanz sich nach der 34. Die erste Schwangerschaft ist ein einzigartiges natürliches Ereignis im Erwachsenenleben, indem starke Veränderungen im Gehirn stattfinden. Der U-förmige Verlauf im Volumen der grauen Hirnsubstanz ist in erster Linie mit Schwangerschaftsfaktoren verbunden und korreliert mit Schwankungen des Östrogenspiegels im Laufe der Schwangerschaft und frühen Mutterschaft. Die Veränderungen betreffen dabei insbesondere die Hirnregion, die das Sozialverhalten steuert. Das Mutterwerden ohne Schwangerschaft wirkt sich dagegen nicht messbar auf das Gehirn aus - zumindest nicht im beobachteten Zeitraum. Die Mutter-Kind-Bindung bei Ziehmüttern wurde in dieser Studie jedoch nicht analysiert.
Lesen Sie auch: Parkinson-Krankheit und Mobilitätshilfen
Gehirnentwicklung nach der Geburt
Mit der Geburt ist die Entwicklung von Gehirn und Nervensystem noch lange nicht abgeschlossen. Zwar sind zu diesem Zeitpunkt bereits die große Mehrheit der Neuronen, etwa 100 Milliarden, im Gehirn vorhanden, sein Gewicht beträgt dennoch nur etwa ein Viertel von dem eines Erwachsenen. Die Gewichts- und Größenzunahme des Gehirns im Laufe der Zeit beruht auf der enormen Zunahme der Verbindungen zwischen den Nervenzellen und darauf, dass die Dicke eines Teils der Nervenfasern zunimmt. Das Dickenwachstum ist auf eine Ummantelung der Fasern zurückzuführen. Dadurch erhalten sie die Fähigkeit, Nervensignale mit hoher Geschwindigkeit fortzuleiten.
Wie die Immunabwehr und Energiestoffwechselprozesse gehört auch das Gehirn zu den wichtigen Organsystemen. Die Gehirnentwicklung kann ebenfalls über eine gesunde Ernährung im ersten Lebensjahr positiv beeinflusst werden. Das Gehirn spielt eine zentrale Rolle bei allen körperlichen, kognitiven und emotionalen Prozessen eines Menschen.
Beim Säugling stehen zunächst Reflexe im Vordergrund. Dabei werden körpereigene Signale und Umweltreize bereits auf der Ebene des Rückenmarks und des Nachhirns in Äußerungen und Reaktionen umgesetzt. In dieser Phase dient der ganze Körper des Säuglings dazu, grundlegende Bedürfnisse und Empfindungen wie Hunger, Angst und Unwohlsein zum Ausdruck zu bringen.
Nach 6 Monaten hat sich das Gehirn soweit entwickelt, dass Babys lernen Oberkörper und Gliedmaßen zu kontrollieren. Im Alter von 2 Jahren haben die meisten Nervenfasern von Rückenmark, Nachhirn und Kleinhirn ihre endgültige Dicke erreicht und damit ihre Ummantelung abgeschlossen. Sie können nun Nervensignale mit hoher Geschwindigkeit hin und her schicken.
Im Gehirn nimmt die Anzahl der Verbindungen zwischen den Nervenzellen, die Synapsen, in den ersten 3 Lebensjahren rasant zu. In dieser Zeit entsteht das hochkomplexe neuronale Netz, in dem jede Nervenzelle mit Tausenden anderer Neurone verbunden ist. Mit 2 Jahren haben Kleinkinder so viele Synapsen wie Erwachsene und mit 3 Jahren sogar doppelt so viele. Diese Zahl bleibt dann etwa bis zum zehnten Lebensjahr konstant. In den darauffolgenden Jahren verringert sich die Zahl der Synapsen wieder um die Hälfte. Ab dem Jugendalter treten bei der Zahl der Synapsen keine größeren Veränderungen mehr auf.
Lesen Sie auch: Symptome, die einen Neurologenbesuch erfordern
Die große Zahl der Synapsen bei 2 bis 10-Jährigen ist ein Zeichen für die enorme Anpassungs- und Lernfähigkeit der Kinder in diesem Alter. Art und Anzahl der sich formenden und bestehen bleibenden Synapsen hängen mit speziellen erlernten Fertigkeiten zusammen.
Bei der weiteren Entwicklung des Gehirns treten dann andere Dinge in den Vordergrund. Die wenig benutzten und offenbar nicht benötigten Verbindungsstellen werden abgebaut, die anderen Nervenfasern zwischen den Neuronen dagegen intensiver genutzt. Das ist der Grund für den Abbau der Synapsen ab dem 10. Lebensjahr um die Hälfte.
Bereits Babys besitzen die Fähigkeit sich zu erinnern. Allerdings bleiben Erlebnisse bei 6 Monate alten Säuglingen lediglich 24 Stunden im Gedächtnis. Sind sie 9 Monate alt, steigt das Erinnerungsvermögen auf 1 Monat an. In den nächsten Monaten und Jahren nehmen diese Erinnerungszeiträume weiter zu. Die Entwicklung eines Langzeitgedächtnisses, das uns erlaubt, Erlebnisse und Erfahrungen, die Jahre zurückliegen, zu erinnern, dauert aber noch einige Zeit. Deshalb gibt es an die ersten drei bis vier Lebensjahre keine Erinnerung und meist nur wenige an das 5. und 6. Lebensjahr.
Mit etwa 6 Jahren setzen weitere wichtige Prozesse ein. Im vorderen Bereich der Großhirnrinde entwickelt sich zunehmend die Fähigkeit zu logischem Denken, Rechnen und „vernünftigem“ bzw. sozialem Verhalten, das sich an Erfahrungen orientiert. Auch die sprachlichen Fähigkeiten und das räumliche Vorstellungsvermögen, für die der hintere Bereich der Großhirnrinde zuständig ist, werden besser.
Ab dem 10. Lebensjahr wird das Gehirn dann optimiert. Nur die Nervenverbindungen bleiben erhalten, die häufig gebraucht werden, die übrigen verschwinden.
Im weiteren Verlauf des Lebens kann die komplexe Struktur des fertig entwickelten Gehirns in gewissen Grenzen umgebaut und umfunktioniert werden. Sterben Nervenzellen durch Alterungsprozesse, Erkrankungen oder andere Einflüsse ab oder sind sie in ihrer Funktion gestört, können häufig andere Bereiche des Gehirns ihre Aufgabe zumindest teilweise übernehmen.
Bedeutung von Nährstoffen für die Gehirnentwicklung
Dieses rasante Wachstum des Hirns, die unzähligen, täglichen Eindrücke, die dein Baby verarbeiten muss, die nahezu pausenlose Bildung von Synapsen - all das erfordert eine hohe Dosis spezifischer Nährstoffe und viel Energie. In optimaler Zusammensetzung erhalten Babys diese über die Muttermilch. Langkettige, mehrfach ungesättigte Fettsäuren (LCP) sowie Eisen und Cholin spielen bei der Entwicklung des Hirns eine wichtige Rolle.
Nicht nur in der Schwangerschaft, sondern auch in der Stillzeit kann der Genuss von fettreichem Meeresfisch wie zum Beispiel Lachs, Hering oder Makrele die Gehirnentwicklung Ihres Kindes positiv beeinflussen. Denn in diesen Lebensmitteln ist viel DHA (Docosahexaensäure) enthalten, ein wichtiger Baustein für die optimale Entwicklung von Gehirn und Sehvermögen.
Für die Ausreifung des Gehirns - der Schaltzentrale des Körpers - sind LCPs ein sehr wichtiger Baustein. Babys können jedoch LCPs noch nicht ausreichend selbst produzieren. Wenn du nicht oder nicht voll stillst, sollte dein Baby daher LCPs über eine Säuglingsnahrung bekommen.
Die Rolle der Gliazellen bei der Gehirnentwicklung
Bei der Entwicklung des Gehirns spielt eine besondere Art von Gliazellen eine wichtige Rolle, die radialen Gliazellen. Radiale Gliazellen entstehen zu Beginn der Neurogenese aus den Epithelzellen des Neuralrohrs. Als „Progenitorzellen“ stehen sie zwischen den Stammzellen und den ausdifferenzierten Zellen: Sie können einige, aber nicht alle Zellarten hervorbringen, wie Studien zeigen. Ein Teil der radialen Gliazellen erzeugt andere Arten von Gliazellen, darunter die Oligodendrozyten, die Isolierhüllen der Axone, und die Astrozyten, die erst als Wegweiser und später unter anderem als Ernährer der Neurone wirken. Ein anderer Teil aber generiert bei der Teilung die Neuronen selbst. Im späten Entwicklungsstadium des Embryos und nach der Geburt haben sich die meisten radialen Gliazellen zu anderen Zellformen ausdifferenziert.
Gehirnentwicklung im Kontext der Schwangerschaftswochen
Geburtsmediziner:innen rechnen die neun Monate der Schwangerschaft in Wochen, nicht in Monaten. Diese Zählung ist wesentlich genauer. Eine Schwangerschaft dauert 40 Wochen. Für Erstgebärende ist die Rechnung tatsächlich etwas verwirrend, denn in den ersten beiden gezählten Wochen ist die Frau noch gar nicht schwanger. Die 40 Wochen der Schwangerschaft werden in drei Abschnitte, sogenannte Trimester, unterteilt. Jedes Trimester markiert eine bestimmte Stufe der Entwicklung des Ungeborenen und hat seine ganz besonderen Charakteristika.
Etwa ab der sechsten Schwangerschaftswoche (SSW) Woche beginnt das Herz zu schlagen. Ab der zehnten Woche ist der Fötus fast vollständig geformt, von den winzigen Gliedmaßen bis hin zu Herz, Gehirn und Gesicht. Bis zur zwölften SSW entwickeln sich bereits alle Organe. Es bilden sich Zahnwurzeln, die ersten Haare wachsen und die Knochen werden langsam härter.
Die ersten drei Monate und damit das erste Trimester empfinden viele Schwangere als besonders anstrengend. Die befruchtete Eizelle hat sich in der Gebärmutter eingenistet. Damit das Baby im Mutterleib gut versorgt wird, bildet sich die Plazenta (Mutterkuchen). Viele Frauen verspüren auch ein vermehrtes Ziehen im Unterleib, welches vom sogenannten Mutterband kommt. Das Mutterband ist ein Bindegewebsstrang mit glatter Muskulatur, der die Gebärmutter mit dem Leistenkanal verbindet. Mit zunehmendem Wachstum der Gebärmutter wird auch das Mutterband gedehnt, wodurch das unangenehme Ziehen im Unterleib entsteht. Geben Sie Ihrem Körper Zeit, sich an die Hormone zu gewöhnen. Aufgrund dieser schnellen Entwicklung ist die Frühschwangerschaft ein sehr sensibler Zeitraum. Das Risiko für eine Fehlgeburt ist während der ersten Wochen am höchsten. Eine ausgewogene Ernährung mit viel Obst, Gemüse und Ballaststoffen ist jetzt wichtiger denn je. Auch die regelmäßige Aufnahme von Eisen sollte gewährleistet sein, denn Ihr Körper muss vermehrt Blut bilden. Zu den Lebensmitteln, auf die Sie jetzt verzichten müssen, gehören rohes Fleisch, Rohmilchprodukte, rohe Eier und roher Fisch. Denn diese können Bakterien wie Listerien oder Salmonellen enthalten und die Gesundheit des Kindes gefährden. Trinken Sie täglich mindestens zwei Liter Wasser oder ungesüßten Tee.
Das zweite Schwangerschaftsdrittel umfasst die Schwangerschaftsmonate vier bis sechs. Schon bald spüren Sie die ersten Bewegungen Ihres Babys. Während dieser Phase der Schwangerschaft schreitet die Entwicklung Ihres Babys Woche für Woche mit besonders großen Schritten voran. Das Gehirn und das Nervensystem des Fötus entwickeln sich etwa ab der 13. SSW rasant. Das Baby nimmt bereits Licht und Druck wahr und kann immer besser hören sowie Stimmen unterscheiden. Es entwickelt eigene Schlaf- und Wachphasen, die unabhängig vom Tag- und Nachtrhythmus der Mutter sind. Häufig hat es Schluckauf, was die Mutter ebenfalls deutlich spürt. Ab der 14.
Für die werdenden Mütter ist das zweite Schwangerschaftsdrittel oft die angenehmste Phase. Viele Schwangere fühlen sich jetzt ausgeglichener und zufriedener. Schwangerschaftshormone sorgen für viel Energie. Viele können die Zeit jetzt richtig genießen, denn der Körper hat sich auf die Schwangerschaft eingestellt. Die Einhaltung einer gesunden Schwangerschaftsernährung ist auch im zweiten Trimester wichtig. Nutzen Sie Ihre zusätzliche Energie, indem Sie körperliche Aktivitäten beginnen oder fortsetzen.
Das dritte Schwangerschaftsdrittel umfasst die letzten drei Monate, also sieben, acht und neun. Der Geburtstermin rückt immer näher und bald ist es soweit. Nun ist der Organismus des Kindes so ausgereift, dass es im Grunde nur noch weiter wachsen muss. Etwa bis zur 35. Vor allem das Gehirn und das Nervensystem machen im letzten Drittel noch beachtliche Fortschritte. Ab der vollendeten 37. SSW gilt ein Baby als vollständig entwickelt und sollte im Falle einer Geburt keinerlei Anpassungsprobleme haben. In der 27 Schwangerschaftswoche ist der Fötus etwa 34 bis 37 Zentimeter groß und wiegt etwa 900 bis 1.000 Gramm. Bis zur Geburt wird er noch ordentlch an Gewicht zulegen und 15 bis 20 Zentimeter wachsen. Bis zur 36.
Der große Babybauch stellt für viele Schwangere eine zunehmende Belastung dar. Die meisten wünschen sich nun nichts sehnlicher, als dass ihr Baby endlich gesund auf die Welt kommt. Zum Ende der Schwangerschaft leiden viele Frauen unter Schlafproblemen und sind dadurch oft sehr müde. In diesen Wochen bereitet sich der Körper der Mutter langsam auf die bevorstehende Geburt vor. Viele Frauen spüren Vor- oder Senkwehen, die in den letzten zwei bis drei Wochen vor der Geburt recht häufig werden können. Rückenschmerzen sowie Wassereinlagerungen in Händen und Füßen sind in den letzten Wochen der Schwangerschaft keine Seltenheit. Dazu kommen Kurzatmigkeit, Schwindel und eine schwache Blase. Legen Sie die Beine tagsüber häufiger hoch, damit sich Wassereinlagerungen und gestautes Blut lösen können. Das verschafft Ihnen ein wenig Befreiung. Achten Sie auf bequemes Schuhwerk, da Ihre Füße derzeit einiges an Mehrbelastung leisten müssen. Packen Sie Ihre Kliniktasche: Jetzt kann es bald losgehen. Machen Sie einen Geburtsvorbereitungskurs: Ob die richtige Atemtechnik, eine Vorbereitung auf das Stillen oder das tiefere Verständnis für den Geburtsvorgang. Bleiben Sie in Bewegung: Aber überfordern Sie sich nicht. Auch im letzten Schwangerschaftsdrittel ist Bewegung ratsam. 40 Wochen - so lange dauert es von der befruchteten Eizelle bis zum geburtsreifen Baby.
tags: #Gehirnentwicklung #beim #Embryo #Phasen