Die Entwicklung des Stammhirns, einem der ältesten und tiefstliegenden Teile des Gehirns, ist ein komplexer Prozess, der sich über die gesamte Lebensspanne erstreckt. Es beginnt bereits im Mutterleib und setzt sich bis ins junge Erwachsenenalter fort. Das Stammhirn spielt eine entscheidende Rolle bei der Steuerung lebenswichtiger Funktionen und beeinflusst maßgeblich unsere Persönlichkeit und unser Verhalten.
Frühkindliche Entwicklung des Gehirns
Bereits in der fünften Schwangerschaftswoche beginnen sich die ersten Nervenzellen im Fötus zu teilen und sich in Neuronen und Gliazellen zu differenzieren. Etwa zur gleichen Zeit faltet sich die Neuralplatte und bildet das Neuralrohr, aus dem sich Gehirn und Rückenmark entwickeln. Um die zehnte Schwangerschaftswoche besitzt das Gehirn bereits eine kleine, glatte Struktur. Die ersten Synapsen bilden sich in der siebten Schwangerschaftswoche im Rückenmark, und ab der achten Woche beginnt die elektrische Aktivität im Gehirn, die erste spontane Bewegungen ermöglicht.
Die Gehirnentwicklung von Babys ist von großer Bedeutung, da das Gehirn Informationen verarbeitet, lebenswichtige Funktionen steuert und den Ort der Persönlichkeit bildet. Die ersten 1.000 Tage, von der Befruchtung bis zum zweiten Geburtstag, sind entscheidend, da hier die Grundlage für die weitere Gehirnentwicklung gelegt wird.
Neuronale Vernetzung und Plastizität
Bei der Geburt enthält das Gehirn eines Säuglings etwa 100 Milliarden Neuronen, die jedoch noch wenig miteinander vernetzt sind. In den ersten drei Lebensjahren nimmt die Anzahl der Synapsen rasant zu. Mit zwei Jahren entspricht die Menge der Synapsen derjenigen von Erwachsenen, mit drei Jahren hat ein Kind bereits doppelt so viele. Diese Überproduktion von Synapsen ist ein Zeichen für die große Plastizität des Gehirns und die enorme Lern- und Anpassungsfähigkeit des Säuglings.
Die Umwelt spielt eine entscheidende Rolle bei der weiteren Gehirnentwicklung. Erfahrungen, Lernen und Erlebnisse bestimmen, welche Synapsen abgebaut und welche verstärkt werden. Die Überproduktion und Selektion von Synapsen erfolgen in verschiedenen Regionen des Gehirns mit unterschiedlicher Geschwindigkeit und Intensität.
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Entwicklungsfenster und sensible Phasen
In bestimmten Zeiträumen, den sogenannten Entwicklungsfenstern oder sensiblen Phasen, ist das Gehirn besonders empfänglich für bestimmte Lernerfahrungen. Werden diese Perioden verpasst, kann ein Kind im jeweiligen Bereich möglicherweise nicht mehr dieselbe Leistungsfähigkeit erreichen wie andere. Ein Beispiel hierfür ist der Spracherwerb, dessen sensible Phase bis zum sechsten oder siebten Lebensjahr dauert.
Umbau des Gehirns in der Pubertät
Ab einem Alter von etwa elf Jahren beginnt im Gehirn ein tiefgreifender Umbau. Das Nervensystem wird optimiert, ungenutzte Verbindungen von Nervenzellen werden gekappt und häufig genutzte Verbindungen stabilisiert. Dieser Umbau kann zu großem Chaos im Kopf führen und dazu, dass Eltern ihre Kinder kaum wiedererkennen.
Das Frontalhirn, das für Ordnung und Struktur zuständig ist, leidet am längsten unter dem Umbau und ist während dieser Zeit sozusagen außer Betrieb. Dies kann zu wechselnden Launen, mangelnder Impulskontrolle und Schwierigkeiten bei der Organisation von Aufgaben führen. Gleichzeitig verlangt das Belohnungssystem im Gehirn permanent nach Dopamin, was zu einem erhöhten Bedarf an Belohnung und Anerkennung führt.
Unterstützung durch die Eltern
Eltern können diesen Prozess unterstützen, indem sie sich bewusst machen, was der Umbau im Kopf für ihr Kind bedeutet und Verständnis für das Verhalten aufbringen. Regelmäßiger und ausreichender Schlaf ist wichtig. Eltern sollten ihrem Kind ihre Sorgen mitteilen, zum Beispiel im Hinblick auf Drogen oder Mutproben.
Das alternde Gehirn und Alzheimer
Lange Zeit galten drei Annahmen über die Alzheimer-Demenz als gesichert: Die Krankheit betrifft nur alte Menschen, nur das Großhirn wird zerstört, und die Abbauprozesse finden an unvorhersehbaren Stellen statt. Neuere Forschungsergebnisse haben jedoch gezeigt, dass die Erkrankung bereits im jungen Erwachsenenalter beginnen kann, dass erste krankhafte Veränderungen im tiefer liegenden Hirnstamm auftreten und dass sich die Krankheit von dort aus vorhersagbar im Gehirn ausbreitet.
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Struktur und Funktion des Hirnstamms
Der Hirnstamm ist der entwicklungsgeschichtlich älteste Teil des Gehirns und umfasst das Mittelhirn, die Brücke und das verlängerte Mark. Er bildet die Schnittstelle zwischen dem übrigen Gehirn und dem Rückenmark und ist für die Steuerung essenzieller Lebensfunktionen wie Herzfrequenz, Blutdruck und Atmung zuständig. Zudem ist er für wichtige Reflexe wie den Lidschluss-, Schluck- und Husten-Reflex verantwortlich.
Die Formatio reticularis, eine netzartige Struktur aus Nervenzellen und ihren Fortsätzen, durchzieht den Hirnstamm und ist an verschiedenen vegetativen Funktionen beteiligt, etwa an der Steuerung der Aufmerksamkeit und des Wachheitszustandes. Auch Kreislauf, Atmung und Erbrechen werden hier kontrolliert.
Hirnnerven
Die Kerngebiete der Hirnnerven III bis XII verlaufen durch den Hirnstamm. Die Hirnnerven entspringen direkt aus dem Gehirn, die meisten aus dem Stammhirn. Sie haben sensorische und gemischte Funktionen und werden mit römischen Ziffern von I bis XII und lateinischen Namen bezeichnet.
Schädigungen des Hirnstamms
Schädigungen des Hirnstamms können zu Hirnstamm-Syndromen führen, die in den meisten Fällen durch den Ausfall von Hirnnerven gekennzeichnet sind. Je nach Höhe der Läsion fallen die Funktionen verschiedener Nerven aus. Bei einer alleinigen Schädigung des Großhirns werden die Lebensfunktionen nur noch durch den Hirnstamm aufrechterhalten. Ein Hirnstamm-Infarkt kann lebensbedrohlich sein, wenn er Areale betrifft, die für das Bewusstsein oder die Atmung von Bedeutung sind.
Lernen und Gedächtnis
Lernen und Gedächtnis sind eng mit der Entwicklung des Gehirns verbunden. Bei jeder Interaktion zwischen Kind und Umwelt reagieren Tausende von Gehirnzellen. Bestehende Verbindungen werden intensiviert, neue ausgebildet. Wiederholen sich ähnliche Eindrücke, schleifen sich bestimmte Bahnen ein.
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Informationen werden leichter behalten, wenn sie mit Emotionen verknüpft sind, wenn sie neuartig, ungewöhnlich und besonders interessant wirken, wenn sie leicht in die vorhandenen Gedächtnisinhalte integriert werden können und wenn ein Lebens- bzw. Alltagsbezug gegeben ist. Emotional bedeutsames Wissen wird (bei Rechtshändern) in der rechten Gehirnhälfte, neutrales Fakten- und Weltwissen in der linken Hemisphäre gespeichert.
Individuelle Unterschiede in der Gehirnentwicklung
Die Gehirnentwicklung wird sowohl von der Erbanlage als auch von der Umwelt beeinflusst. Negative Einflussfaktoren während der Schwangerschaft sind beispielsweise Fehlernährung, Rauchen, Alkohol- oder Drogenmissbrauch, Stress oder der Umgang mit giftigen Substanzen am Arbeitsplatz. Nach der Geburt wird die Gehirnentwicklung z.B. gehemmt durch längere Krankenhausaufenthalte oder Heimunterbringung, da dann Säuglinge bzw. Kleinkinder zu wenig Stimulierung erfahren.
Eine positive Wirkung wird hingegen beispielsweise dem Stillen zugesprochen, da hier das Gehirn besonders gut mit Vitaminen, Mineralien und Spurenelementen versorgt wird.