Die Studie stammt aus dem Labor der Kognitionswissenschaftlerin Kalanit Grill-Spector, Professorin an der Stanford University. Gemeinsam mit der Psychologin Emily Kubota untersuchte sie, wie sich das visuelle System im Gehirn entwickelt – mit einem besonderen Fokus auf den Bereich, der für die Gesichtserkennung verantwortlich ist.

Angeborene Ordnung trifft auf kindliche Flexibilität

Kubota wollte wissen, was im Gehirn eines Neugeborenen bereits festgelegt ist – und was sich durch Erfahrung verändert. „Ich war wirklich neugierig auf die Idee, dass manche Dinge bei Menschen von Geburt an festgelegt sind“, sagte sie, „und dass Umwelt und Erfahrung dann vieles verändern können, wenn wir uns entwickeln.“

Das Forschungsteam konzentrierte sich auf den sogenannten ventralen temporalen Kortex (VTC). Dieser Hirnbereich spielt eine zentrale Rolle bei der visuellen Verarbeitung von Gesichtern, Wörtern, Objekten und Orten. Frühere Studien hatten gezeigt, dass diese Areale bei Erwachsenen fast identisch angeordnet sind – egal, wie unterschiedlich ihre Lebensläufe verlaufen.

Doch wie kommt es zu dieser Einheitlichkeit? Ist das Gehirn von Anfang an „verkabelt“ für bestimmte Aufgaben wie die Gesichtserkennung? Oder entsteht diese Struktur erst durch Erfahrung?

Maßgeschneiderte Technik für Baby-Gehirne

Um diese Fragen zu beantworten, brauchte es hochpräzise Bilder von Baby-Gehirnen. Das Team entwickelte deshalb gemeinsam mit Boris Keil von der Hochschule Mittelhessen spezielle Magnetspulen, die exakt an die Größe von Säuglingsköpfen angepasst sind. „Wir haben jetzt Spulen für Neugeborene bis ein Jahr und von einem bis zwei Jahren“, erklärte Grill-Spector. Das sei nötig, da sich Baby-Gehirne im ersten Jahr stark verändern.

Mit diesen Geräten konnten die Forscher den Schlaf von Säuglingen nutzen, um deren Gehirne per diffusionsbasierter Magnetresonanztomographie (dMRI) zu untersuchen. Die Methode erfasst die weiße Substanz – also die Verbindungen zwischen den einzelnen Hirnregionen. Zum Vergleich analysierte das Team auch erwachsene Gehirne.

Die Karte im Kopf: Gesichtserkennung von Anfang an verankert

Die Ergebnisse überraschten selbst erfahrene Hirnforscher. Schon bei Neugeborenen zeigte der visuelle Kortex eine klare Organisation. Besonders auffällig war die Aufteilung nach sogenannten „visuellen Eccentricitätsbahnen“ – also danach, ob ein Bereich Informationen aus der Bildmitte oder dem Rand verarbeitet.

Dabei zeigte sich: Regionen, die später für die Gesichtserkennung zuständig sind, waren bereits von Geburt an stärker mit jenen Netzwerken verbunden, die zentrale, hochauflösende Bildinformationen liefern. Auch die zukünftigen Worterkennungs-Areale wiesen diese Verbindung auf. Dagegen waren die späteren Orts-Erkennungsregionen stärker mit peripheren Sehfeldern verbunden – also mit Bereichen, die Informationen aus dem Bildrand verarbeiten.

Diese Grundstruktur blieb laut Grill-Spector auch im Erwachsenenalter erhalten. Dennoch beobachtete das Team über die Monate Veränderungen in der Intensität der Verbindungen. Das Gehirn sei also nicht vollständig festgelegt – aber es verfüge über ein stabiles Fundament, das Erfahrungen beeinflussen könnten, so die Forscher.

„Ein optimistisches Bild der Entwicklung“

Emily Kubota beschreibt das Ergebnis als „eine optimistische Geschichte“. Das Gehirn sei zwar vorstrukturiert, aber nicht auf starre Kategorien festgelegt. „Es bedeutet, dass es eine gewisse Flexibilität geben kann, während diese Repräsentationen entstehen“, sagte sie.

Das betrifft besonders die Gesichtserkennung. Im Bereich der Neuroforschung ist bekannt, wie zentral Gesichter für das menschliche Miteinander sind. Dass es im Gehirn ein angeborenes Grundmuster für Gesichtserkennung gibt, könnte erklären, warum selbst sehr kleine Kinder so schnell auf Gesichter reagieren. Die neue Stanford-Studie liefert dafür die bisher detaillierteste strukturelle Grundlage.

Erstmals weiße Substanz funktional kartiert

Grill-Spector betonte: „Diese Erkenntnis war nur möglich, weil wir zum ersten Mal die weiße Substanz spezifischer funktioneller Regionen bei Neugeborenen messen konnten.“ Die Forscher kombinierten diese Daten mit einem digitalen Modell, das die Lage von funktionellen Regionen aus dem Erwachsenen-Gehirn zurück auf das Baby-Gehirn projizierte.

So konnten sie verfolgen, wie sich die Verbindungen im Laufe der Monate verstärken – und wie Regionen mit ähnlicher zellulärer Struktur gleichzeitig reiften. Das deutet darauf hin, dass bestimmte Regionen nicht nur strukturell, sondern auch entwicklungsgeschichtlich miteinander verknüpft sind.

Folgen für Entwicklungsstörungen und Diagnosen

Die Ergebnisse könnten weit über die Grundlagenforschung hinausreichen. Denn wer versteht, welche Muster bei Geburt vorhanden sind und welche sich erst durch Lernen entwickeln, kann auch Entwicklungsstörungen früher erkennen.

Grill-Spector nannte als Beispiel Leseschwächen, Autismus oder Gesichtsblindheit. „Es sagt uns etwas über die Grenzen der Flexibilität unseres visuellen Systems“, sagte sie, „und es hat gesundheitliche Implikationen für die Frage, wann man Entwicklungsverzögerungen oder Defizite diagnostizieren sollte – und wann der beste Zeitpunkt für eine Intervention wäre.“

Neue Wege für die Hirnforschung

Die Studie der Stanford University bietet eine neue Perspektive auf die alte Debatte zwischen Vererbung und Erfahrung. Sie zeigt: Das Gehirn kommt nicht als leere Leinwand zur Welt – aber es bleibt offen für neue Einflüsse. Das gilt besonders für die Gesichtserkennung im Gehirn. Sie scheint auf angeborenen Strukturen zu beruhen – entwickelt sich aber erst durch den ständigen Austausch mit der Umwelt.

Kalanit Grill-Spector und ihr Team wollen ihre Forschung fortsetzen. Künftig wollen sie zusätzlich funktionale Hirnaktivitäten und quantitative Messungen einbeziehen. Ziel ist ein noch besseres Verständnis der ersten Lebensjahre – und der Frage, wie wir lernen, die Welt zu sehen.

Kurz zusammengefasst:

• Eine Studie der Stanford University zeigt, dass Baby-Gehirne bereits bei Geburt strukturelle Grundlagen zur Gesichtserkennung besitzen.
• Diese angeborenen Verbindungen im visuellen Kortex entwickeln sich weiter, bleiben aber flexibel für Erfahrungen.
• Die Erkenntnisse helfen, normale Entwicklung besser zu verstehen – und könnten Diagnosen wie Autismus oder Gesichtsblindheit früher ermöglichen.

Übrigens: Das Gehirn erkennt blitzschnell Gesichter – sogar in Steckdosen oder Kaffeeflecken. Das ist kein Zufall. Mehr dazu in unserem Artikel.

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Intelligenz entsteht im Zusammenspiel verschiedener Gehirnregionen

Früher galt der präfrontale Kortex als Sitz der Intelligenz – also der Bereich des Gehirns, der für Planung, Problemlösung und komplexes Denken verantwortlich ist. Doch moderne Studien zeigen laut GEO, dass die geistige Leistungsfähigkeit nicht nur von einer einzigen Region abhängt. Vielmehr kommt es auf die Zusammenarbeit verschiedener Hirnareale an – ein Netzwerk aus mindestens 14 Regionen, das gemeinsam für Denkprozesse und kognitive Fähigkeiten verantwortlich ist.

Besonders entscheidend ist, wie schnell und effizient Informationen zwischen diesen Bereichen ausgetauscht werden. Forschungen zeigen: Je besser die Vernetzung innerhalb des Gehirns funktioniert, desto höher ist die Intelligenz eines Menschen. Der Wissenschaft zufolge können Unterschiede in der Informationsübertragung bis zu 30 Prozent der IQ-Variationen erklären. Das bedeutet: Eine leistungsfähige, gut vernetzte Gehirnstruktur kann große Unterschiede in der kognitiven Entwicklung ausmachen – und genau hier setzt die Bedeutung der frühen Kindheit an.

Die Rolle der weißen Substanz: Schnelle Verbindungen für kluge Köpfe

Neben der Kommunikation zwischen den Hirnarealen spielt auch die weiße Substanz des Gehirns eine wichtige Rolle. Diese besteht aus Nervenfasern, die für die Signalübertragung zwischen verschiedenen Gehirnregionen zuständig sind. Menschen mit einem hohen IQ haben oft eine besonders gut ausgeprägte weiße Substanz – was bedeutet, dass ihre Gehirne Informationen schneller und effizienter verarbeiten können.

Doch diese Struktur ist nicht von Geburt an festgelegt. Im Gegenteil: Die ersten Lebensjahre sind eine Phase enormer plastischer Veränderungen im Gehirn. Je nach Umgebung, Stimulation und Erfahrungen entwickeln sich die neuronalen Verbindungen unterschiedlich stark. Eine reizarme, wenig förderliche Umgebung kann dazu führen, dass sich die Verbindungen weniger gut ausbilden, während eine anregende Umgebung das Wachstum und die Effizienz des Gehirns nachweislich verbessert.

Warum frühe Förderung entscheidend ist

Genetische Faktoren bestimmen laut Studien etwa die Hälfte der Intelligenz eines Menschen – die andere Hälfte ist durch Umwelteinflüsse geprägt. Vor allem in den ersten Lebensjahren wirken diese Einflüsse besonders stark. Wissenschaftler betonen immer wieder, dass eine förderliche Umgebung in der frühen Kindheit langfristige Auswirkungen auf die kognitive Entwicklung hat. Dazu gehören nicht nur Bildung und gezielte Förderung, sondern auch emotionale Sicherheit, soziale Interaktionen und eine stabile Beziehung zu Bezugspersonen.

Kinder, die in den ersten Jahren eine anregende, liebevolle Umgebung erleben, profitieren später von besseren kognitiven Fähigkeiten, größerer Problemlösungskompetenz und einer höheren Lernmotivation. Eine wenig stimulierende Umgebung hingegen kann langfristig zu Nachteilen in der geistigen Entwicklung führen.

Sprache als Schlüssel zur Intelligenz

Ein besonders wichtiger Faktor für die kognitive Entwicklung ist die Sprache. Forschungen zeigen, dass der sprachliche Austausch zwischen Eltern und Kind nicht nur die emotionale Bindung stärkt, sondern auch direkt die Intelligenzentwicklung beeinflusst. Dabei kommt es nicht nur auf die Anzahl der gesprochenen Wörter an, sondern vor allem auf deren Qualität.

Studien zeigen: Kinder, mit denen Eltern von klein auf viel sprechen, Fragen stellen und komplexe Themen besprechen, entwickeln oft einen größeren Wortschatz, eine ausgeprägtere Sprachkompetenz und eine bessere Fähigkeit, abstrakt zu denken. Besonders Dialoge, in denen Kinder aktiv zum Sprechen angeregt werden, fördern das Gehirnwachstum.

Intelligenz ist kein starres Konzept

Diese Erkenntnisse zeigen, dass Intelligenz nicht allein in den Genen liegt. Sie ist vielmehr das Ergebnis eines komplexen Zusammenspiels aus biologischer Veranlagung und Umwelteinflüssen – und dabei spielen die frühen Lebensjahre eine entscheidende Rolle.

Kinder, die in einer förderlichen Umgebung aufwachsen, haben die besten Chancen, ihr volles Potenzial zu entfalten. Die Wissenschaft unterstreicht damit immer wieder: Intelligenz ist nicht nur angeboren, sondern vor allem formbar – und die frühe Kindheit ist der Schlüssel zu einer bestmöglichen Entwicklung.

Kurz zusammengefasst:

• Frühe Kindheit prägt die Intelligenz maßgeblich: Die Gehirnentwicklung wird in den ersten Lebensjahren durch Erfahrungen, Umweltreize und soziale Interaktionen stark beeinflusst – eine förderliche Umgebung verbessert nachweislich die geistige Leistungsfähigkeit.
• Die Vernetzung des Gehirns ist entscheidend: Intelligenz entsteht nicht nur durch einzelne Hirnareale, sondern durch die effiziente Kommunikation zwischen mindestens 14 Regionen – eine gut ausgeprägte weiße Substanz beschleunigt diesen Informationsaustausch und kann den IQ erheblich steigern.
• Sprache spielt eine Schlüsselrolle: Hochwertige, häufige und interaktive Gespräche zwischen Eltern und Kind fördern nicht nur den Wortschatz, sondern auch das abstrakte Denken – frühzeitige sprachliche Anregung ist einer der wirkungsvollsten Faktoren für kognitive Entwicklung.

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Graue und weiße Substanz: Was die Unterschiede bedeuten

Die Untersuchung zeigte, dass männliche Babys im Durchschnitt ein größeres Gesamtvolumen des Gehirns aufwiesen als weibliche. Doch nach einer genauen Anpassung an die Gesamthirngröße fiel auf, dass die Gehirne der Mädchen mehr sogenannte graue Substanz enthielten. Diese besteht aus den Nervenzellkörpern und den Dendriten – den Ausläufern, die Informationen zwischen Nervenzellen austauschen. Graue Substanz ist wichtig für Wahrnehmung, Lernen, Sprache und Gedächtnis.

Bei den Jungen wurde dagegen mehr weiße Substanz festgestellt. Sie besteht aus Axonen – langen, kabelartigen Verbindungen, die verschiedene Hirnregionen miteinander verbinden und für die schnelle Weiterleitung von Informationen sorgen.

Erste Unterschiede schon im Mutterleib

Unsere Forschung beantwortet eine alte Frage: Es gibt Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Gehirnen direkt nach der Geburt.

Yumnah Khan, Doktorandin am Autism Research Centre und Studienleiterin

So konnte die Untersuchung zeigen, dass sich diese Abweichungen bereits im Mutterleib bilden und später durch Erfahrungen weiter beeinflusst werden.

Ein besonderes Merkmal der Studie war die Größe der untersuchten Stichprobe. Statt nur wenige Babys zu analysieren, wie es in früheren Studien oft der Fall war, nutzten die Forscher Daten des Developing Human Connectome Project. Mehr als 500 Neugeborene wurden per MRT-Scan untersucht. Diese große Datenmenge machte es möglich, kleine, aber statistisch relevante Unterschiede zuverlässig festzustellen.

Gehirnvolumen unabhängig vom Geburtsgewicht

Neben dem Gehirnvolumen wurde auch geprüft, ob andere Faktoren wie das Körpergewicht eine Rolle spielen. Das Ergebnis: Auch nach Berücksichtigung des Geburtsgewichts blieben die Unterschiede im Gehirnvolumen zwischen Jungen und Mädchen bestehen.

Bei genauerem Blick auf die Hirnregionen zeigte sich, dass die größere graue Substanz bei Mädchen besonders in Bereichen vorhanden war, die mit Gedächtnis und emotionaler Steuerung zu tun haben. Bei den Jungen waren hingegen die Areale, die für Bewegungskoordination und Sinneswahrnehmung zuständig sind, stärker ausgeprägt.

Wie entsteht der Unterschied im Gehirn?

Dr. Alex Tsompanidis, der die Arbeit betreute, erklärte, dass die Forscher besonders darauf geachtet hätten, geschlechtsbedingte Unterschiede im Körperbau auszuschließen. So sollte sichergestellt werden, dass die Unterschiede wirklich aus der Gehirnstruktur selbst resultieren.

Zukünftige Studien sollen nun klären, welche Faktoren diese Entwicklung beeinflussen. Dabei untersuchen die Forscher unter anderem, ob Hormone, genetische Faktoren oder der Einfluss der Plazenta eine Rolle spielen.

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Unterschiede im Schnitt, nicht im Einzelfall

Dr. Carrie Allison, stellvertretende Direktorin des Autism Research Centre, betonte, dass es sich bei den Ergebnissen um durchschnittliche Unterschiede handelt. „Die Unterschiede betreffen nicht jedes Individuum, sondern zeigen sich nur, wenn man Gruppen vergleicht“, erklärte sie. Innerhalb der Gruppen gebe es große Überschneidungen, weshalb es unzutreffend sei, pauschale Aussagen über einzelne Menschen zu machen.

Auch Professor Simon Baron-Cohen, Leiter des Autism Research Centre, machte klar, dass diese Unterschiede nicht als Bewertung zu verstehen sind. Sie sind ein Beispiel für Neurodiversität – also die natürliche Vielfalt im Aufbau und in den Fähigkeiten des Gehirns. Diese Erkenntnisse könnten dazu beitragen, andere neurodiverse Entwicklungsprozesse, wie etwa bei Autismus, besser zu verstehen. Schließlich wird Autismus häufiger bei Jungen diagnostiziert.

Was du dir merken solltest:

• Studien der University of Cambridge zeigen, dass sich geschlechtsspezifische Unterschiede im Gehirn schon kurz nach der Geburt erkennen lassen – Mädchen haben im Durchschnitt mehr graue Substanz, Jungen mehr weiße Substanz.
• Diese Unterschiede könnten sich bereits im Mutterleib bilden und wurden unabhängig vom Körpergewicht der Babys nachgewiesen.
• Die Ergebnisse beziehen sich auf Durchschnittswerte und verdeutlichen die Vielfalt neurobiologischer Entwicklungen, ohne allgemeine Rückschlüsse auf einzelne Individuen zuzulassen.

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Die Ergebnisse stammen aus den Lothian Birth Cohorts, einer Langzeitstudie in Schottland. Laut dieser Studie sind etwa die Hälfte der Unterschiede in der kognitiven Alterung bereits in der Kindheit vorhanden gewesen. Dr. Simon Cox, Direktor der Lothian Birth Cohort Studies, betonte jedoch gegenüber CNN, dass auch der Lebensstil eine wichtige Rolle spiele. „Aktiv und geistig beschäftigt zu bleiben, niedrige Gefäßrisikofaktoren wie niedriger Blutdruck oder geringes Körpergewicht zu haben und musikalische Aktivitäten oder das Sprechen einer Zweitsprache könnten positive Effekte haben“, erklärte Cox laut CNN.

Lebensstil als entscheidender Faktor

Cox fasst das Konzept unter dem Motto „Minimale Gewinne, kein Allheilmittel“ zusammen – kleine, aber viele Faktoren könnten das Risiko für kognitives Altern verringern. Zusammen könnten diese Lebensstilfaktoren laut Cox „etwa 20 Prozent“ der Unterschiede im kognitiven Abbau zwischen 70 und 82 Jahren erklären.

Die Lothian Birth Cohorts sammelten Daten von zwei Gruppen älterer schottischer Erwachsener, die 1921 und 1936 geboren wurden. Beide Gruppen führten im Alter von 11 Jahren einen kognitiven Test durch und wurden im höheren Alter regelmäßig in den Bereichen Gedächtnis und kognitive Fitness getestet. Die Teilnehmer wurden mit 73 Jahren mittels MRT untersucht. Die Unterschiede in den Gehirnscans der 73-Jährigen sind laut Cox beeindruckend. „Einige Gehirne sahen perfekt gesund aus, als wären sie die von 30- oder 40-Jährigen“, sagte Cox. Andere hingegen wiesen deutliche Schrumpfungen und Schäden in der weißen Substanz des Gehirns auf, was oft mit kognitivem Abbau und Demenz assoziiert sei.

Weiße Substanz im Gehirn und seine Rolle

Weiße Substanz im Gehirn bildet die Verbindungen zwischen den Nervenzellen und dem Nervensystem. Dieses Gewebe sorgt dafür, dass verschiedene Regionen des Gehirns über Nervenimpulse miteinander kommunizieren. Schäden an diesem weißen Gewebe können dazu führen, dass das Gehirn Informationen langsamer verarbeitet. Insgesamt, so betonte Cox, zeige die Studie, dass ein gesundes Gehirn im Alter von 73 Jahren durchaus möglich sei. „Es ist faszinierend zu erforschen, was die wenigen Glücklichen auszeichnet, die in diesem Alter noch ein so gesundes Gehirn haben.“

Die sogenannte Gruppe der „kognitiven Super-Ager“ ist bekannt für die Fähigkeit, auch im hohen Alter ein Gedächtnis zu haben, das dem von 20 bis 30 Jahre jüngeren Menschen gleicht. Cox erklärte, dass die Merkmale des Alterns im Gehirn nicht bei allen Menschen gleichermaßen auftreten. Er untersucht derzeit, ob verschiedene Kombinationen von Gehirnalterungsmerkmalen mit spezifischen Risikofaktoren zusammenhängen könnten.

Weitere Risikofaktoren und präventive Maßnahmen

Der Alterungsprozess des Gehirns wird durch zahlreiche Lebensstilfaktoren beeinflusst. Schlechter Schlaf und psychische Probleme wie Depressionen gelten als Risikofaktoren für die Entwicklung von Demenz. Regelmäßige Bewegung, zum Beispiel durch dreimal wöchentliches Gehen oder Radfahren, könne laut einer Studie von 2018 die Denkfähigkeit verbessern. Auch eine herzgesunde Ernährung und tägliche Meditation können das Altern des Gehirns verlangsamen.

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Forscher haben das Tool „Brain Care Score“ entwickelt, das helfen soll, das Demenz- und Schlaganfallrisiko zu beurteilen. Die 21-Punkte-Bewertung basiert auf 12 gesundheitsrelevanten Faktoren wie Blutdruck, Blutzucker, Cholesterin, BMI, Ernährung, Alkohol- und Tabakkonsum, Schlaf, Stress und sozialen Beziehungen. Personen mit einem hohen Score haben laut der „Brain Care Score“-Studie ein geringeres Risiko für Demenz oder Schlaganfall im späteren Leben.

Regelmäßige Gesundheitschecks sind wichtig

Dr. Richard Isaacson, Experte für Neurodegenerative Krankheiten und nicht an der Studie beteiligt, erklärte gegenüber CNN, wie wichtig regelmäßige Gesundheitsüberprüfungen seien. „Diese Faktoren verursachen vielleicht nicht direkt Alzheimer, aber sie können das kognitive Altern beschleunigen“, so Isaacson. „Es ist essenziell, den Blutdruck zu überwachen und auch die Blutzucker- und Cholesterinwerte zu kennen.“ Isaacson hebt zudem die Bedeutung der Knochengesundheit und Muskelkraft hervor, die ebenfalls wichtige Indikatoren für die kognitive Gesundheit darstellen.

Was du dir merken solltest:

• Regelmäßige Bewegung, mentale Aktivitäten und ein gesunder Lebensstil können die Alterung des Gehirns verlangsamen und das Risiko für kognitive Beeinträchtigungen reduzieren. 
• Studien zeigen, dass die Gehirnalterung teils auf frühe Lebensjahre zurückgeht, jedoch im Alter durch positive Lebensstilfaktoren beeinflusst werden kann. 
• Besonders die Kombination aus körperlicher Aktivität, gesunder Ernährung und sozialen Kontakten wirkt sich positiv auf die kognitive Gesundheit aus.

Übrigens: Eine neue Studie zeigt, dass hoher Kaffeekonsum den geistigen Abbau im Alter beschleunigen und das Demenzrisiko erhöhen kann. Mehr dazu erfährst du in unserem Artikel.

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