Das familiäre Umfeld beeinflusst die Entwicklung des Gehirns von Teenagern
Laut einer neuen Studie eines Forscherteams am Karolinska Institutet in Schweden scheinen das Umfeld der Kindheit und der sozioökonomische Status die kognitiven Fähigkeiten und die Entwicklung des Gehirns im Jugendalter unabhängig von genetischen Faktoren zu beeinflussen.
Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Zeitschrift Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften (PNAS)zeigen, wie wichtig das familiäre Umfeld nicht nur in der frühen Kindheit, sondern während der gesamten Jugend ist.
Während die Art und Weise, wie Gene und Umwelt (Natur vs. Ernährung) das Gehirn und die kognitiven Fähigkeiten beeinflussen, immer noch heiß diskutiert wird, haben frühere Forschungen Gene bei der Betrachtung der Umwelteinflüsse nicht berücksichtigt.
Das schwedische Forscherteam führte eine Studie durch, in der es Umweltfaktoren analysierte und gleichzeitig ein neues genetisches Maß untersuchte: einen Indexwert, der auf einem Cluster von etwa 5.000 DNA-Standorten basiert, die am stärksten mit Bildungsleistungen verbunden sind.
An der Studie nahmen 551 Jugendliche aus verschiedenen sozioökonomischen Umgebungen in verschiedenen Regionen Europas teil. Im Alter von 14 Jahren gaben die Teilnehmer DNA-Proben, absolvierten kognitive Tests und ließen ihr Gehirn in einem MR-Scanner (Magnetresonanz-Scanner) abbilden. Der Vorgang wurde fünf Jahre später erneut wiederholt.
Im Alter von 14 Jahren wurden Gene und Umwelt unabhängig voneinander mit den kognitiven Fähigkeiten (gemessen mithilfe von Arbeitsgedächtnistests) und der Gehirnstruktur verknüpft. Es wurde jedoch festgestellt, dass die Umwelteffekte 50 bis 100 Prozent stärker sind als die genetischen Effekte. Unterschiede im sozioökonomischen Status waren mit Unterschieden in der Gesamtoberfläche des Neokortex verbunden.
"Die vorherige Debatte war, ob es einen speziellen Bereich gibt, der von der Umwelt beeinflusst wird, wie das Langzeitgedächtnis oder die Sprache", sagte Nicholas Judd, Doktorand am Institut für Neurowissenschaften des Karolinska Institutet und Mitautor der Studie zusammen mit seinem Abteilungskollegen Bruno Sauce, Ph.D.
"Wir konnten jedoch zeigen, dass der Effekt im gesamten Neokortex auftritt und daher wahrscheinlich eine ganze Reihe von Funktionen betrifft."
Genetische Unterschiede waren auch mit der Gehirnstruktur verbunden und betrafen nicht nur die Gesamtfläche des Gehirns, sondern insbesondere auch einen Bereich des rechten Parietallappens, von dem bekannt ist, dass er für mathematische Fähigkeiten, Argumentation und Arbeitsgedächtnis wichtig ist. Dies ist das erste Mal, dass ein Gehirnbereich identifiziert wurde, der mit diesem genetischen Index verknüpft ist.
Als das Forschungsteam fünf Jahre später die Teenager verfolgte, konnten sie untersuchen, wie Gene und die Umwelt die Entwicklung des Gehirns während der Pubertät beeinflusst hatten. Was sie fanden, war, dass die Gene zwar keine der zerebralen Veränderungen erklärten, die Umwelt dies jedoch tat. Es ist jedoch nicht bekannt, welcher Aspekt der Umwelt dafür verantwortlich ist.
"Es gibt eine Reihe möglicher Erklärungen, wie chronischer Stress, Ernährung oder intellektuelle Stimulation, aber die Studie zeigt, wie wichtig die Umwelt nicht nur in der frühen Kindheit ist", sagte der leitende Forscher Dr. Torkel Klingberg, Professor für kognitive Neurowissenschaften bei das Karolinska Institutet.
"Die wichtigsten Umweltfaktoren für die Optimierung der Entwicklung von Kindern und Jugendlichen zu finden, ist eine Frage der zukünftigen Forschung."
Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften (PNAS).
Quelle: Karolinska Institutet
