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1 Neurophysiologie der menschlichen Hirnentwicklung: Prä-, peri- und postnatale Störungen Matthias Keller & Georg Simbruner Zusammenfassung Die menschliche Hirnentwicklung ist ein fein regulierter Prozess, bei dem zunächst die strukturellen Voraussetzungen für ein neuronales Netzwerk gelegt werden. Durch Stärkung von sinnvollen und Abbau von nicht sinnvollen, beziehungsweise nicht genutzten Bahnen und Synapsen kommt es zu der Feinregulierung der neuronalen Netzwerke. Obwohl sehr viel über die Hirnentwicklung geforscht wird, ist unser Verständnis dieser komplexen Zusammenhänge noch sehr eingeschränkt. In den verschiedenen Phasen der Hirnentwicklung sind die einzelnen Vorgänge besonders anfällig gegenüber inneren und äußeren Einflüssen. Der entstehende Schaden bzw. die resultierende Störung der Hirnentwicklung ist von dem Zeitpunkt der Schädigung und von der Intensität der Noxe abhängig. Über einen großen Teil von Umweltfaktoren und ihre Wirkung auf das ungeborene Gehirn ist noch nichts bekannt. Dennoch eröffnen neue Ergebnisse in der Hirnforschung ein verändertes Verständnis von beobachteten klinischen Problemen mit Kindern und heranwachsenden Jugendlichen und sie eröffnen aufregende Ausblicke auf zukünftige Therapieansätze. 1 Hintergrund Das Gehirn ist sicherlich das komplexeste und spannendste menschliche Organ. Viele soziale, erzieherische und klinische Fragen, aufgeworfen von Eltern, Lehrern, Pädagogen, Psychologen und Ärzten, beschäftigen sich mit der Entwicklung des Gehirns und der damit verbundenen Entwicklung von Fähigkeiten. Im Vordergrund stehen dabei die Fragen: Kann ich die Entwicklung des kindlichen Gehirns fördern? Was stört die (Hirn-)Entwicklung des Kindes? Welchen Einfluss haben bestimmte Umgebungsfaktoren auf die Hirnentwicklung? Diese Fragen kompetent zu beantworten gehört sicher zu den anspruchsvollsten Herausforderungen – zumal die Entwicklung des Gehirns zum großen Teil noch nicht erforscht und verstanden ist. Dennoch ist das Verständnis der strukturellen und funktionellen Entwicklung des menschlichen Gehirns die Basis für die Beantwortung von sozialen, erzieherischen und klinischen Fragestellungen. Durch neue Methoden in der Forschung wurden neue Erkenntnisse in der menschlichen Hirnentwicklung gewonnen. Aus diesem Grund müssen bisherige Theorien zur Entstehung, Diagnostik und Therapie von „neurologischen“ Erkrankungen kritisch überprüft werden. Gleichzeitig besteht die Chance, dieses neue Wissen interdisziplinär zu neuen Konzepten über Entstehungsmechanismen von verschiedenen neurologischen Krankheiten sowie deren Therapie zu integrieren.
12 M. Keller & G. Simbruner Eine Vielzahl von wissenschaftlichen Publikationen und Büchern beschäftigt sich speziell mit dem Thema der menschlichen Hirnentwicklung. Ziel unserer Darstellung ist es, Ihnen die faszinierenden, zugrunde liegenden Prinzipien der menschlichen Hirnentwicklung, deren Störungen, sowie deren Bedeutung für das Individuum Mensch näher zu bringen. 2 Ziel der Hirnentwicklung Ziel der Hirnentwicklung ist die sinnvolle, intakte und effiziente neuronale Verknüpfung unterschiedlicher Hirnareale. Diese Verknüpfung ist die Voraussetzung für komplexe motorische, perzeptive und kognitive Fähigkeiten und ist damit auch die Grundlage der menschlichen Individualität. Doch wie kommt diese intakte komplexe Verknüpfung zustande? Ist die Information über diese Verknüpfung schon in unseren Genen festgelegt? Die Hirnentwicklung gleicht einem Hausbau bei dem die verschiedenen Bauabschnitte und deren zeitliche Abfolge in einem Bauplan, d.h. in unseren Genen, vorab festgelegt sind. In der ersten Phase des „Gehirnbaus“ werden die Voraussetzungen für die sinnvolle Verknüpfung von Nervenzellen (Neuronen) geschaffen. Es werden dabei Telefonkabel in die einzelnen Räume des Hauses (Gehirns) verlegt. Diesen Prozess nennt man strukturelle Hirnentwicklung, im englischen auch „hard wiring“. In einem zweiten Prozess findet die sinnvolle Verknüpfung dieser Verbindungen statt. Das heißt, die Telefonnummer, die gewählt werden muss, um ein bestimmtes Zimmer zu erreichen, wird exakt zugeordnet. Dies ist Bestandteil der funktionellen Hirnentwicklung, im englischen auch als „soft wiring“ oder auch „fine tuning“ bezeichnet. Die beiden Formen/Phasen der Hirnentwicklung erfolgen zeitlich nicht streng hintereinander. Sie überlappen zeitlich und finden auch über die Geburt hinaus statt. Bei einer Schädigung oder Störung der Hirnentwicklung kann man im Nachhinein zum Teil auf den Zeitpunkt der Schädigung schließen. Dabei ist wichtig, dass das schädigende Ereignis zur Zeit des jeweiligen Entwicklungsschrittes oder auch davor gelegen haben kann, aber nicht danach. In diesem Kapitel konzentrieren wir uns auf die verschiedenen Phasen der strukturellen Hirnentwicklung und beschreiben deren wichtigste Störungen. 3 Wichtige Phasen der strukturellen Hirnentwicklung In der Hirnentwicklung kann man bis zur Geburt (pränatal) in der 40. Schwangerschaftswoche (SSW) grob drei Phasen unterscheiden: 1. vom 15. Tag bis Ende der 12. SSW in der das Fundament des Hauses gelegt wird, 2. von der 13. bis Ende der 28. SSW in der das Haus gebaut und die Kabel verlegt werden, 3. von Anfang der 29. bis Ende der 40. SSW in der die Kabel in die einzelnen Zimmer des Hauses verlegt, ausgewählt und miteinander verknüpft werden. Abbildung 1 zeigt im Detail die wichtigsten Entwicklungsschritte und die Zeiträume, in denen diese hauptsächlich stattfinden.
Seite 1: Teil I: Grundlagen
Seite 5 und 6: 14 M. Keller & G. Simbruner Neuralp
Seite 7 und 8: 16 M. Keller & G. Simbruner Organis
Seite 9 und 10: 18 M. Keller & G. Simbruner So nehm
Seite 11 und 12: Tabelle 1 (Fortsetzung) 20 M. Kelle
Seite 13 und 14: 22 M. Keller & G. Simbruner ADHS w
Seite 15: 24 M. Keller & G. Simbruner Purves,

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