Pränataler Stress beeinflusst die Gehirnkonnektivität eines ungeborenen Babys

Hohe Stresslevel während der Schwangerschaft verändern die Konnektivität des Babys in der Gebärmutter.

Zum ersten Mal hat die fötale Ruhezustands-fMRI-Neuroimaging gezeigt, dass sich der Stresszustand einer Mutter während der Schwangerschaft in den neuronalen Konnektivitätsmustern des Gehirns ihres ungeborenen Kindes widerspiegelt. Diese Ergebnisse wurden heute in einer Symposiumssitzung auf der 25. Tagung der Cognitive Neuroscience Society in Boston (24.-27. März 2018) vorgestellt.

Quelle: Pixabay / Creative Commons

Das Symposium “Developmental Cognitive Neuroscience: Hirnaufbau vom Fötus bis zum Alter” wurde von Nim Tottenham von der Columbia University geleitet und bestand aus vier verschiedenen Vorträgen. Der erste Vortrag war eine Präsentation von Moriah Thomason, “Stress einer Mutter spiegelt sich im sich entwickelnden Gehirn ihres ungeborenen Kindes wider”.

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Thomason ist ein Entwicklungs-Neurowissenschaftler an der Wayne State University School of Medicine und Principal Investigator am Social Cognitive Affective Neuroentwicklungslabor (SCAN Lab).

Jüngste technologische Fortschritte in der fetalen Neuroimaging-Technik haben es Thomason und ihrem Team im SCAN-Labor ermöglicht, während einer kritischen Phase der Entwicklung des Gehirns im Gehirn, die bisher nicht sichtbar war, in die Gebärmutter zu schauen. Diese bahnbrechende In-utero-Studie untersuchte die mögliche Korrelation zwischen pränatalem Stress der Mutter und Veränderungen der funktionellen Konnektivität in den Gehirnen von ungeborenen Kindern.

Für diese Studie führten Thomason und Kollegen fötale Ruhezustand-fMRT-Scans von 47 menschlichen Föten zwischen der 30. und 37. Schwangerschaftswoche durch. Um verschiedene Stresslevel zu messen, rekrutierten die Forscher eine Kohorte von schwangeren Müttern, die in einer ressourcenarmen, stressigen städtischen Umgebung residierten. Viele von ihnen erwarten, dass die Mütter hohe Stress-, Angst-, Sorgen- und Depressionsraten haben.

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Die fötalen fMRI-Neuroimaging-Scans wurden gerahmt, um zu bewerten, ob es einen Zusammenhang zwischen einem hohen maternalen Pränatalstress und der globalen Effizienz des fetalen neuralen Verbindungsstücks gab, während sich ein Baby noch im Mutterleib befand.

Neuronale Effizienz ist ein Spiegelbild davon, wie wirtschaftlich funktionelle Konnektivität zwischen verschiedenen Regionen im gesamten Gehirn rationalisiert und organisiert ist. Die Forscher fanden heraus, dass diese Effizienz bei Föten von Müttern reduziert wurde, die einen hohen maternalen pränatalen Stress aufweisen.

Den Forschern zufolge ist es das erste Mal, dass die Bildgebung in der Gebärmutter einen direkten Einfluss des mütterlichen Stresses auf die Entwicklung des fötalen Gehirns zeigt, der völlig unabhängig von den Einflüssen der postnatalen Umgebung ist.

“Der größte Nervenkitzel ist, dass wir gezeigt haben, was lange theoretisch behauptet wurde, aber noch nicht bei einem Menschen beobachtet wurde, nämlich dass der Stress einer Mutter während ihrer Schwangerschaft sich in den Eigenschaften des sich entwickelnden Gehirns ihres Kindes widerspiegelt”, sagte Thomason Erklärung.

Wie reagiert das Kleinhirn eines Babys auf pränatalen maternalen Stress im Uterus?

Interessanterweise deuten die fetalen Ruhezustands-fMRT-Daten dieser Studie darauf hin, dass sich das In-utero-Gehirn nicht in einer sequenziellen Reihenfolge von den einfachsten Systemen (z. B. Sehen, Motor) zu komplexeren Systemen höherer Ordnung entwickelt. Vielmehr scheinen Hirnareale, die eine entscheidende Rolle bei der Überbrückung funktionaler Konnektivität über alle Systeme spielen, im Mittelpunkt zu stehen und zu koordinieren.

Kleinhirn (Latein für “kleines Gehirn” oder “kleines Großhirn”) in rot. Cerebellar ist das Schwesterwort für zerebrale und bedeutet, “in Bezug auf oder im Kleinhirn gelegen.”

Quelle: Biowissenschaftliche Datenbank / Wikimedia Commons

Entlang dieser Linie fanden die Forscher heraus, dass das Kleinhirn eine überraschend zentrale Rolle bei den stressbedingten Veränderungen spielt, die sie in menschlichen fetalen Gehirnnetzwerken beobachteten. Dies deutet darauf hin, dass das Kleinhirn besonders anfällig für die Einflüsse von pränatalem Stress der Mutter sein kann, die in utero auftreten.

Die Forscher spekulieren, dass das Kleinhirn besonders anfällig für Stress ist, weil es die höchste Dichte an Glucocorticoid-Rezeptoren in jeder Region im Gehirn hat. (Dazu gehören beide Hemisphären des Großhirns und beide Hemisphären des Kleinhirns.) Glukokortikoid-Rezeptoren im Kleinhirn sind direkt an Stressantworten beteiligt. Vor diesem Hintergrund ist noch viel mehr Forschung im Kleinhirn erforderlich, bevor wir vollständig verstehen, wie diese komplexen Mechanismen funktionieren.

Daher werden zukünftige Studien von Thomason und ihrem Team das Kleinhirn als potenziellen Schlüsselspieler in den Fokus stellen, um die funktionelle Konnektivität und globale Effizienz des Gehirns eines ungeborenen Kindes zu verändern, wenn es einem hohen pränatalen Stress ausgesetzt ist.

Verweise

“Stress einer Mutter spiegelt sich im sich entwickelnden Gehirn ihres ungeborenen Kindes wider”, vorgestellt von Moriah E. Thomason in einem Symposium, “Developmental Cognitive Neuroscience: Hirnaufbau vom Fötus bis zum Alter”, am 26. März 2018, am 25. März Treffen für die Cognitive Neuroscience Society in Boston.

Marion I. van den Heuvel, Elise Turk, Janessa H. Manning, Jasmine Hect, Edgar Hernandez-Andrade, Sonja S. Hassan, Roberto Romero, Martijn P. van den Heuvel und Moriah E. Thomason. “Hubs im menschlichen fetalen Gehirn-Netzwerk.” Developmental Cognitive Neuroscience (veröffentlicht online vor Druck: 6. Februar 2018) DOI: 10.1016 / j.dcn.2018.02.001

Moriah E. Thomason, Jasmine L. Hect, Marion I. Van den Heuvel, Narcis A. Marshall, Rebecca Waller, Elise Turk, Janessa H. Manning et al. “Hoher Stress bei schwangeren Müttern ist mit einer verringerten globalen Gehirnleistung beim Fetus assoziiert.” Biologische Psychiatrie (2017) DOI: 10.1016 / j.biopsych.2017.02.804