Das Teenager-Gehirn

Es ist nicht leicht, ein Teenager zu sein.

Die Teenager-Jahre können sich wie ein „Wähle-dein-eigenes-Abenteuer“-Roman abspielen, in dem die alltäglichen Versuchungen zu schwierigen Entscheidungen führen. Was wäre, wenn ich den großen Sprung mit meinem Fahrrad machen würde? Was ist das Schlimmste, was passieren könnte, wenn ich mich nach der Sperrstunde rausschleiche? Sollte ich es mit dem Rauchen versuchen?

Jugendliche müssen auf eine endlose Parade von Wahlmöglichkeiten reagieren. Einige Entscheidungen, darunter auch das Rauchen, haben schwerwiegende Konsequenzen. Infolgedessen finden sich Heranwachsende oft gefangen zwischen ihren impulsiven Tendenzen (Probier’s doch einfach mal aus!) und ihrer neu entdeckten Fähigkeit, gut informierte und logische Entscheidungen zu treffen (Warte, vielleicht ist das keine so gute Idee!).

Pädagogen und Eltern, melden Sie sich für den Spickzettel an

Wöchentliche Updates, die Ihnen helfen, Science News for Students in der Lernumgebung zu nutzen

Was also macht das Gehirn von Teenagern so komplex? Was treibt Heranwachsende – mehr als jede andere Altersgruppe – dazu, manchmal unüberlegte oder fragwürdige Entscheidungen zu treffen? Durch einen Blick in die Gehirne von Teenagern haben Wissenschaftler, die die Entwicklung des Gehirns untersuchen, begonnen, Antworten zu finden.

Der entwickelte Teenager

Wenn Sie jemals gedacht haben, dass es bei den Entscheidungen, die Teenager treffen, darum geht, Grenzen zu erforschen und zu überschreiten, dann sind Sie auf der richtigen Spur. Experten glauben, dass diese Tendenz eine notwendige Phase in der Entwicklung von Teenagern darstellt. Dieser Prozess bereitet Teenager darauf vor, die Welt auf eigene Faust zu erkunden. Es ist etwas, das alle Menschen in ihrer Entwicklung erlebt haben – ja, Teenager machen überall diese Erkundungsphase durch. Sie ist auch nicht auf Menschen beschränkt: Auch Labormäuse durchleben eine ähnliche Phase in ihrer Entwicklung.

So zeigen Laborexperimente, dass junge Mäuse zur Sicherheit in der Nähe ihrer Mutter bleiben. Wenn die Mäuse wachsen, ändert sich auch ihr Verhalten. „Wenn sie in die Pubertät kommen, sagen sie: ‚Ich fange an zu erforschen, wie die Umgebung ohne meine Mutter aussieht'“, erklärt Beatriz Luna von der University of Pittsburgh.

Als kognitive Entwicklungsneurowissenschaftlerin untersucht Luna die Veränderungen im Gehirn, die bei der Entwicklung von Kindern zu Erwachsenen auftreten. Sie und andere Forscher zeigen, wie die Erfahrungen im Teenageralter zu starken Vorteilen im späteren Leben führen können. Nehmen Sie wieder Mäuse: Junge Mäuse, die am meisten erforschen, leben am längsten – es sei denn, eine Katze frisst sie, fügt Luna hinzu.

Jackpot!

Was geht wirklich im Gehirn eines Teenagers vor? Natürlich können Neurowissenschaftler nicht wirklich in die Gehirne lebender Teenager schauen. Also tun sie das Nächstbeste: Forscher scannen die Gehirne von Teenagern, während ihre Besitzer denken, lernen und kritische Entscheidungen treffen.

Eveline Crone ist eine Psychologin an der Universität Leiden in den Niederlanden, die untersucht, wie sich das Gehirn entwickelt. Dazu verwendet Crone ein riesiges Hightech-Gerät, einen Magnetresonanztomographen (MRT). Der Scanner arbeitet mit einem starken Magneten und Radiowellen, um detaillierte Bilder der Gehirne von Crones jungen Probanden zu erstellen. Es ist schmerzlos und sicher. Alles, was Crones jugendliche Probanden tun müssen, ist, sich zurückzulehnen – und ein paar Spiele zu spielen.

Ein kleiner Junge bereitet sich darauf vor, in einen Magnetresonanztomographen (MRT) zu gehen. Ohrstöpsel schützen ihn vor den lauten Geräuschen, die durch die schnellen Stromimpulse entstehen, die die starken Magnetfelder des MRTs erzeugen. Beatriz Luna

Wenn Crones Probanden nach oben schauen, sehen sie einen Spiegel, der einen Computerbildschirm reflektiert, auf dem sie casinoähnliche Computerspiele spielen können. Auf Knopfdruck erscheint ein Spielautomat, an dem die Teenager zocken können – und gewinnen. Drei Bananen in einer Reihe? Sie gewinnen einen Dollar! „Die Kinder lieben es. Sie wollen immer wiederkommen“, lacht Crone.

Die Teenager können auch Spiele spielen, bei denen sie Entscheidungen treffen müssen, z. B. ob sie einen Abzug drücken, ein attraktives Gesicht anlächeln oder ein verlockendes Angebot annehmen sollen. Für manche Entscheidungen erhalten sie Belohnungen wie Münzen oder Essen.

Während ihre Probanden spielen, beobachten und messen Crone und ihre Mitarbeiter, welche Teile des Gehirns der Teenager besonders aktiv sind. Die Forscher können die Aktivität genau bestimmen, indem sie beobachten, wie viel Sauerstoff verschiedene Hirnregionen verbrauchen. Sehr aktive Teile des Gehirns verbrauchen viel Sauerstoff.

Bei den Tests zur Risikobereitschaft und Belohnung zeigt eine Region tief im Gehirn von Jugendlichen mehr Aktivität als bei Kindern oder Erwachsenen, sagt Crone. Diese Region, bekannt als das ventrale Striatum, wird oft als das „Belohnungszentrum“ des Gehirns bezeichnet. Die Region kann uns dazu bringen, Verhaltensweisen zu wiederholen, die eine Belohnung bieten, wie zum Beispiel Geld und Leckereien.

Schließt Crone: Dieser körperliche Unterschied in der Hirnaktivität von Jugendlichen „zeigt, dass die Adoleszenz eine einzigartige Phase in der Entwicklung ist.“

Tauziehen

Jugendliche sind besonders sensibel und reagieren auf den Einfluss von Freunden, Wünschen und Emotionen, sagen die Forscher. Das ist eines der Kennzeichen dieser Lebensphase.

Ein wesentlicher Grund, warum Teenager auf diese Einflüsse oft mit irrationalen Entscheidungen reagieren, ist das Vorhandensein einer Gehirnchemikalie, die als Dopamin bekannt ist. Das Gehirn schüttet Dopamin aus, wenn uns etwas ein gutes Gefühl gibt, sei es das Kompliment eines Lehrers oder das Finden eines 20-Dollar-Scheins. Der Dopaminspiegel erreicht im Allgemeinen während der Pubertät seinen Höhepunkt. Bei Teenagern hilft die Stärke dieser „Wohlfühl“-Reaktion zu erklären, warum sie oft impulsiven Wünschen nachgeben.

B.J. Casey von der Cornell University versucht, diese biologischen Muster bei Teenagern zu verstehen. In Laborexperimenten haben die Hirnforscherin und ihre Mitarbeiter eine erhöhte Aktivität im ventralen Striatum beobachtet, wenn jemand in jedem Alter mit einer riskanten Entscheidung oder dem Angebot einer Belohnung konfrontiert wird. Allerdings scheint diese Hirnregion zwischen 13 und 17 Jahren „lauter zu schreien“ als zu jedem anderen Zeitpunkt der menschlichen Entwicklung.

Besonders das ventrale Striatum kommuniziert auch mit einer anderen Hirnregion, die direkt hinter der Stirn liegt. Sie wird präfrontaler Kortex genannt und ist der Masterplaner des Gehirns.

Diese Gehirnscans zeigen den präfrontalen Kortex, direkt hinter der Stirn, und das ventrale Striatum, tiefer im Gehirn. Beatriz Luna

Eine andere Art, sich den präfrontalen Kortex vorzustellen, ist die eines Dirigenten in einem Orchester. Er gibt Anweisungen und ermöglicht das Geplapper zwischen anderen Hirnregionen. Er steuert, wie wir denken und Schritt-für-Schritt-Prozeduren lernen, wie zum Beispiel das Binden unserer Schnürsenkel. Sogar Vorschulkinder verlassen sich auf den präfrontalen Kortex, um Entscheidungen zu treffen. Insgesamt nimmt die Fähigkeit des präfrontalen Kortex, das Gehirn zu lenken, mit dem Alter zu.

Caseys Forschung zeigt, wie das jugendliche Gehirn in einem Tauziehen zwischen der logischen Anziehungskraft des präfrontalen Kortex und der impulsiven Anziehungskraft des ventralen Striatums gefangen ist. Obwohl Jugendliche in der Hitze des Gefechts gute Entscheidungen treffen können – selbst wenn sie es besser wissen -, kann das Belohnungssystem den Hauptplaner ausstechen. Das kann zu schlechten Entscheidungen führen, sagt Casey.

In der Tat können Teenager fast nicht anders, als auf das Versprechen einer Belohnung zu reagieren, sagt Casey. „Es ist, als ob sie dorthin gezogen werden.“ Das passiert selbst dann, wenn die Wahl unlogisch erscheint.

Während dies den Anschein erweckt, als würde es Teenager zu jahrelanger, ernsthafter Risikobereitschaft drängen, ist es kein Fehler der Evolution. Casey und andere Forscher glauben, dass sich das jugendliche Gehirn speziell dafür entwickelt hat, auf Belohnungen zu reagieren, damit Teenager den Schutz ihrer Eltern hinter sich lassen und anfangen, ihre Umgebung zu erkunden – ein notwendiger Schritt in Richtung Unabhängigkeit, die sie im Erwachsenenalter brauchen werden.

Verbessertes Plappern

Während all dies während der Adoleszenz geschieht, scheint sich der präfrontale Kortex erst mit Verzögerung zu entwickeln. Es stellt sich heraus, dass diese Verzögerung eine wichtige evolutionäre Funktion erfüllt, sagt Michael Frank von der Brown University. Frank erforscht die Gehirnprozesse, die beim Lernen und bei der Entscheidungsfindung ablaufen.

Der präfrontale Kortex ist wichtig, weil er dem Rest des Gehirns die Regeln beibringt, wie die Welt funktioniert. Deshalb ist es wichtig, dass er in der Pubertät nicht zu starr oder restriktiv ist. Stattdessen bleibt es offen für das Lernen. Erst später in der Entwicklung kann das Gehirn weniger nützliche Informationen außer Acht lassen, sagt Frank.

Vor der Pubertät ist der Masterplaner noch nicht weit genug entwickelt, um alle anderen Hirnregionen zu steuern. Das liegt daran, dass es die Spielregeln noch nicht kennt. „Deshalb haben Sie Eltern, die als Ihr präfrontaler Kortex fungieren“, scherzt Frank. Dann, sagt er, „kommt man allzu oft in die Pubertät und hört nicht mehr auf seine Eltern.“

Geschrumpft, nicht verschrumpelt

Während der Pubertät scheinen zwei Schlüsselprozesse eine wichtige Rolle bei der Reifung unseres Gehirns zu spielen. Einer der Prozesse betrifft die Axone, also die Fasern, die Nervenzellen miteinander verbinden. Schon im Säuglingsalter ermöglichen diese Fasern, dass eine Nervenzelle mit einer anderen kommunizieren kann. Im Laufe der Teenagerjahre beginnt das Fettgewebe, die Axone vor störenden Signalen zu isolieren – es ist ein bisschen wie der Kunststoff, der elektrische Kabel ummantelt.

Die Psychologin Eveline Crone untersucht das Gehirn von Teenagern, indem sie beobachtet, welche Teile des Gehirns am aktivsten sind, wenn jugendliche Freiwillige in einem MRT-Scanner casinoähnliche Computerspiele spielen. University of Leiden

In den Axonen ermöglicht das isolierende Gewebe, dass Informationen viel schneller zwischen den Gehirnzellen hin und her fließen können. Es hilft auch, Netzwerke zu bilden, die den präfrontalen Kortex mit anderen Hirnregionen verbinden, damit diese effizienter zusammenarbeiten können. So können sie effizienter zusammenarbeiten. Schließlich kann der Masterplaner Nachrichten mit Geschwindigkeit und Präzision durch das ganze Gehirn schicken.

Der zweite Schlüsselprozess betrifft die Synapsen. Eine Synapse ist wie eine Andockstelle zwischen Nervenzellen. Nervenzellen kommunizieren, indem sie chemische und elektrische Signale weiterleiten. Diese Signale bewegen sich durch die Synapsen.

In den ersten drei Lebensjahren entwickeln Kinder scheinbar endlose Verbindungen in ihren Gehirnschaltkreisen. Dann, ab der Pubertät, beginnt das Gehirn, viele dieser Verbindungen zu verwerfen. Luna, der kognitive Entwicklungsneurowissenschaftler, vergleicht dies mit einem Künstler, der mit einem Granitblock beginnt und alle nicht benötigten Steine abschneidet, um eine Skulptur zu schaffen. In diesem Fall agiert das Gehirn als Bildhauer und hackt überschüssige Synapsen weg. Wissenschaftler bezeichnen diesen Prozess als synaptisches Pruning.

In diesem Stadium hat das Gehirn gelernt, welche Synapsen am nützlichsten sind, erklärt Luna. So stärkt das Gehirn die Synapsen, die es wirklich braucht, und eliminiert diejenigen, die entweder verlangsamen oder nicht nützlich sind. Wenn Menschen älter werden, beherrschen sie zum Beispiel ihre Muttersprache immer besser, aber es fällt ihnen schwerer, eine Sprache zu lernen, die sie noch nie gesprochen haben. Es kann sein, dass ihnen einige der Synapsen fehlen, die sie früher zum Erlernen einer Sprache benutzt haben.

Die synaptische Beschneidung und andere Veränderungen, die im jugendlichen Gehirn stattfinden, geben Teenagern die Werkzeuge, um eigene Entscheidungen zu treffen – selbst wenn es schlechte Entscheidungen sind, sagt Luna.

„Jetzt haben Sie ein Gehirn, das sagt: ‚Ich kann meine eigenen Entscheidungen treffen. Ich kann diese Stufen mit dem Skateboard hinunterfahren'“, sagt Luna. „Als Kind hast du immer mit deiner Mutter gesprochen. Aber jetzt haben Sie das präfrontale System, das Ihnen die Fähigkeit gibt, Entscheidungen zu treffen.“

Kombiniert helfen all diese Prozesse, die manchmal logischen – aber oft impulsiven oder unvorhersehbaren – Entscheidungen zu erklären, die das Gehirn von Teenagern treffen kann. Wenn Sie also das nächste Mal hin- und hergerissen sind, ob eine Belohnung ein bestimmtes Risiko wert ist, denken Sie an das Tauziehen, das in Ihrem Gehirn stattfindet – und daran, dass Sie irgendwo da drin die Werkzeuge haben, um die beste Entscheidung zu treffen.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.