Wie werden wir, wer wir sind? Wie viel ist angeboren, wie groß ist der Einfluss unserer Lebensumstände? Seit mehr als einem Jahrhundert wird die Frage debattiert, Faktoren werden abgewogen – und teils mit bildungspolitischen Empfehlungen versehen. Eine aktuelle Studie liefert neuen Input und deutet darauf hin, dass vor allem die soziale und wirtschaftliche Lebenssituation bisher unterschätzt wurde. Sie dürfte sich vor allem über zwei Einflussfaktoren auf die Gehirne von Kindern auswirken: Schlaf und Stress.

Dafür wurde eine immense Zahl an Einflussfaktoren vom Forschungsteam der Washington University School of Medicine in St. Louis (USA) einbezogen. Fast 650 biologische, psychologische, soziale und Umweltfaktoren berücksichtigten sie bei ihrer Analyse der Hirnscans von rund 12.000 Kindern im Alter von neun und zehn Jahren. Wie die Fachleute im Wissenschaftsjournal Science berichten, deuten die Ergebnisse darauf hin, dass Armut und mangelnde soziale Chancen tiefgreifende Spuren in der Hirnstruktur und Hirnfunktionen hinterlassen.

Dies sei zum ersten Mal in dieser Größenordnung gezeigt worden, sagt Studienleiter Nico Dosenbach. Als Hirnparameter wurden die Dicke der Hirnrinde sowie die Stärke von Nervenverbindungen zwischen zentralen funktionalen Netzwerken erhoben, anhand von MRT-Aufnahmen der Kinder. Mittels komplexer statistischer Verfahren wurden die unterschiedlichsten Faktoren – Familieneinkommen, Gesundheit, Erziehung, Bildschirmzeit, Persönlichkeit und kognitive Fähigkeiten – mit Struktur und Funktion des Gehirns in Zusammenhang gesetzt.

Nicht weniger intelligent

Das Ergebnis wies deutlich darauf hin, dass sozioökonomische Hintergrundfaktoren eines Kindes die stärksten Zusammenhänge mit Hirnstruktur und -funktion erkennen lassen. Zudem reagieren jene Teile des Gehirns, die mit diesen Faktoren in Verbindung standen, besonders empfindlich auf Schlaf und Stress. Dies deutet dem US-amerikanischen Forschungsteam mit Beteiligung von Michael J. Shanahan von der Universität Zürich zufolge darauf hin, dass sozioökonomische Benachteiligung das Gehirn indirekt durch Schlafstörungen und chronischen Stress beeinflussen kann.

"Das Gehirn eines sozial benachteiligten Kindes sieht aus wie das eines privilegierten Kindes mit Schlafmangel und Stress", sagt Neurologe Dosenbach. "Es ist kein weniger intelligentes Gehirn, sondern offenbar ein müdes und gestresstes Gehirn."

Motorik und Sinne

Von den 40 Variablen mit dem stärksten Zusammenhang zur Hirnfunktion waren 37 sozioökonomischer Natur. Bei der Hirnstruktur traf dies auf 35 der 40 wichtigsten Variablen zu. Besonders relevant waren Faktoren wie das Einkommen und Wohneigentum der Familie, Armutsquoten in der Nachbarschaft, Verkehrsanbindung und die allgemeinen Entwicklungschancen eines Wohngebiets.

Bei den für solche Faktoren anfälligen Hirnbereichen handelte es sich um Regionen, die Motorik und Sinneswahrnehmung betreffen. Weniger stark war der Zusammenhang in Regionen, die mit Kognition und Problemlösung assoziiert werden. Daraus ergibt sich eine wichtige Konsequenz: Unterschiede, die bislang möglicherweise als Ausdruck unterschiedlicher kognitiver oder intellektueller Fähigkeiten interpretiert wurden, könnten in Wirklichkeit Folgen von Erschöpfung, Schlafdefiziten und dauerhafter Belastung sein.                                    

Auch der Intelligenzquotient wurde in der Analyse berücksichtigt, die eine Debatte zur Frage anstößt, was der IQ wirklich aussagt. Viele frühere Studien hatten Zusammenhänge zwischen IQ-Werten und bestimmten Hirnmerkmalen beschrieben, und das Forschungsteam prüfte, was passiert, wenn der Einfluss des sozioökonomischen Status statistisch herausgerechnet wird. So verschwanden etwa 70 Prozent der zuvor beobachteten Zusammenhänge zwischen IQ und Hirnmerkmalen – bei diesem Anteil verschwanden die statistisch signifikanten Unterschiede.

Ein Kind hat die Hände vor Augen bzw. Kopf geschlagen. Er trägt ein gestreiftes Oberteil und hat vor sich auf dem Tisch Hefte und ein aufgestelltes iPad stehen.
Trotz der ernüchternden Ergebnisse betonen Fachleute, dass man Schlafqualität verbessern und Stress vermindern könne.

Als die Forschenden nur Kinder aus sozioökonomisch privilegierten Verhältnissen untersuchten, stellten sie außerdem fest, dass IQ und Hirnstruktur sowie -funktion keine Korrelation aufwiesen. "Wenn wir Gehirnscans von Kindern betrachten, können wir erkennen, wie wohlhabend ihre Familie ist und wie viel Schlaf oder Bildschirmzeit sie haben", schließt Erstautor Scott Marek daraus. "Aber wir können ihren IQ nicht erkennen – zumindest nicht, wenn wir sozioökonomische Möglichkeiten berücksichtigen."

Für Marek ergibt sich daraus die Schlussfolgerung, dass IQ nicht in der Neurobiologie verankert ist: "Die Umwelt prägt das Gehirn von Kindern auf eine Weise, die als Ausdruck des IQ fehlinterpretiert wurde, obwohl es sich in Wirklichkeit nur um Auswirkungen von Stress und Schlafmangel handelt." Viele vermeintliche "Intelligenzsignaturen" im Gehirn sind also möglicherweise in Wahrheit Signaturen sozialer Ungleichheit.

Auch durch Parameter wie Geschlecht oder genetische Herkunft ließen sich die Befunde nicht erklären. Die Wiederholung des Experiments mit Daten, die nicht aus den USA, sondern von der britischen Biobank stammten, brachte ähnliche Resultate.

Kein Schicksal

In einem Begleitartikel heben die Neurowissenschafterin Lucinda Sisk und ihr Kollege Theodore Satterthwaite von der University of Pennsylvania hervor, dass die Studie ihre konsistenten Ergebnisse aus einer besonders großen Datenmenge hervorgebracht habe. Unklar bleibe, wann sich die Zusammenhänge ausprägen würden und wann positive Umwelteinflüsse den größten Nutzen haben.

Sie warnen auch vor fatalistischen Schlussfolgerungen: "Sozioökonomische Voraussetzungen sind kein Schicksal", halten Sisk und Satterthwaite fest. Wichtige politische Konsequenzen aus den Ergebnissen sei eine frühe gesellschaftliche Unterstützung von Familien, insbesondere was Maßnahmen gegen chronischen Stress und für besseren Schlaf angeht.

Auch die Studienautoren Marek und Dosenbach sehen das Gute an ihren Ergebnissen: Die Faktoren Schlaf und Stress seien von außen beeinflussbar, so könne man die Gehirngesundheit von Kindern verbessern. "Wenn wir einen Weg finden, den Schlaf zu verbessern und den Stress für Kinder aus Haushalten mit begrenzteren sozioökonomischen Möglichkeiten zu reduzieren, können wir vielleicht die mit dieser Benachteiligung verknüpften Unterschiede im Gehirn verringern", sagt Dosenbach. (sic.)