Die Hirnentwicklung des Kindes

Transkript

1 Die Hirnentwicklung des Kindes Oskar Jenni Abteilung Entwicklungspädiatrie Forschungszentrum für das Kind Bildung Bern, 1. November

2 Inhalt Das Gehirn Hirnentwicklung: Hardware/Software Entwicklung neuronales Netzwerk Beispiel: Motorik Neuronale Plastizität und Lernen Fazit 2

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6 Grundlagen Grosshirn, Kleinhirn, Hemisphären Gehirnlappen, Gehirnfalten Weisse (Axone) und graue (Zellen) S. 6

7 Inhalt Das Gehirn Hirnentwicklung: Hardware/Software Entwicklung neuronales Netzwerk Beispiel: Motorik Neuronale Plastizität und Lernen Fazit 7

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9 Neuronale Entwicklung Hardware Jenni und Largo, Wachstum und Entwicklung,

10 Myelinisierung im 1. Lebensjahr Deoni et al., J Neuroscience,

11 Zusammenfassung Entwicklung der neuronalen Hardware (Anatomie) bis in den ersten Lebensmonaten abgeschlossen Danach nur noch Entwicklung der Software (Hirnfunktionen) Fazit: Software kann nicht zuverlässig klinisch untersucht werden 11

12 Inhalt Das Gehirn Hirnentwicklung: Hardware/Software Entwicklung neuronales Netzwerk Beispiel: Motorik Neuronale Plastizität Fazit 12

13 Neuronale Entwicklung Software Jenni und Largo, Wachstum und Entwicklung,

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15 Entwicklung neuronales Netzwerk Conel,

16 Synapsenbildung 70 Synapsen/100 µm Synapsendichte Alter (Jahre) Huttenlocher, J Comp Neurol, 1997

17 Synapsenbildung Hirnstrommessungen (EEG)

18 Synapsenbildung 70 Synapsen/100 µm Synapsendichte Alter (Jahre) Huttenlocher, J Comp Neurol, 1997 Kurth et al., J Neurosci, 2010 Feinberg, J Psych Res, 1982

19 Zusammenfassung Synapsenbildung: Maximum zwischen dem 4. und 10. Lebensjahr Ausbildung des neuronalen Netzwerks Sichtbar im EEG (Langsame Wellen) Fazit: Maximale Netzwerkdichte im frühen/mittleren Schulalter 19

20 Motorische Mitbewegungen Unwillkürliche Bewegungen von Körperpartien, die nicht aktiv an Durchführung einer Aufgabe beteiligt sind 20

21 Motorische Mitbewegungen Unwillkürliche Bewegungen von Körperpartien, die nicht aktiv an Durchführung einer Aufgabe beteiligt sind Aktivierung von grossen neuronalen, z. T. unorganisierten Netzwerken Noch unreife/ungenügende Hemmung 21

22 Control Kinder 6-10 Jahre Aktivierung langsamer EEG Wellen nach motorischer Lernaufgabe Erwachsene Aufgabe nach Huber et al., Nature,

23 Kinder Erwachsene

24 10 Gesamtmitbewegungen Mitbewegungen Sequentielle Fingerbewegungen Largo et al., Dev Med Child Neurol, 2001 Alter (Jahre) 24

25 Synapsenbildung Hoher Energieverbrauch 70 Glucose utilization (LCMRglc in mol/min/100g) Energieverbrauch Alter (Jahre) Chugani, Prev Med, 1998

26 Zusammenfassung Synapsenbildung: Maximum zwischen dem 4. und 10. Lebensjahr Ausbildung von neuronalen (z. T. noch ineffizienten) Netzwerken Reorganisation in der Adoleszenz Fazit I: Hoher Energieverbrauch von Schulkindern (Erholung!) Fazit II: Auch in der Adoleszenz ist effizientes Lernen möglich 26

27 Inhalt Das Gehirn Hirnentwicklung: Hardware/Software Entwicklung neuronales Netzwerk Beispiel: Motorik Neuronale Plastizität und Lernen Fazit 27

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29 Reizvolle Umgebung grösserer Netzwerk? Reizvolle Umgebung grösserer N 29

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31 Langsamwellige EEG Aktivität Spiegel der neuronalen Plastizität 3 Jahre 7 Jahre 10 Jahre 13 Jahre 15 Jahre 18 Jahre Langsamwellige EEG Aktivität (1-4 Hz) Entwicklung von hinten nach vorne Kurth et al., J Neuroscience,

32 Langsamwellige EEG Aktivität Spiegel der Entwicklung Langsame Wellen im EEG = Plastizität Gehirn Kurth et al., Neuroimage,

33 Motorische Lernaufgabe Wilhelm et al., J Neuroscience,

34 Motorische Lernaufgabe Plastizität im motorischen Kortex beim Kind Lerneffekt, je höher langsame Wellen Wilhelm et al., J Neuroscience,

35 Zusammenfassung Lerneffekt hoch, wenn bestimmtes Hirnareal «plastisch» ist Das Kind lernt schnell und effizient, wenn sein Hirn den entsprechenden Reifezustand erreicht hat. Förderung muss Hirnentwicklungsstand des Kindes angepasst sein 35

36 Fazit Jedes Kind soll dort abgeholt werden, wo es (hirn)entwicklungsmässig steht. 36

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