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Mikrobiom hat Einfluss auf die Gehirnentwicklung von Neugeborenen:

East Lansing (USA) – Unser Körper ist ein Biotop. Milliarden von Mikroorganismen: Bakterien, Pilze und andere Mikroben besiedeln Haut, Darm und Schleimhäute. Lange galten diese winzigen Mitbewohner vor allem als Verdauungshelfer oder Krankheitskeime. Doch in den letzten Jahren mehren sich die Hinweise, dass das sogenannte Mikrobiom eine viel tiefere Rolle spielt – bis hin zu unserem Immunsystem, Stoffwechsel und sogar unserem Verhalten. Jetzt haben US-Neuromediziner erstmals nachgewiesen: Mikroben können auch die Entwicklung des Gehirns bei Neugeborenen beeinflussen.


Symbolbild (Illu., KI erstellt)
Copyright: beasternchen (via Pixabay.com) / Pixabay License

Wie das Team um Yvonne C. Milligan vom Neuroscience Institute an der Georgia State University aktuell im Fachjournal „Hormones & Behaviour“ (DOI: 10.1016/j.yhbeh.2025.105742) berichtet, sei die Erkenntnis deshalb brisnat, weil der moderne medizinische Einsatz rund um Schwangerschaft und Geburt, etwa der routinemäßige Einsatz von Antibiotika oder der Kaiserschnitt, nachweislich die Zusammensetzung des Mikrobioms bei Mutter und Kind verändern. Eine direkte Auswirkung auf die neurologische Entwicklung von Neugeborenen sei damit durchaus möglich, so die Forschenden.

Dass der Darm mit seinem riesigen Nervengeflecht eng mit dem Gehirn verbunden ist, ist nicht neu. Die Forschung spricht vom „Darm-Hirn-Achse“ und meint damit eine Art Kommunikationsnetzwerk zwischen Verdauungstrakt und zentralem Nervensystem. Neu ist jedoch der Nachweis, dass Mikroben direkt zur Bildung und Formung des sich entwickelnden Gehirns beitragen.

„Wir sehen immer deutlicher, dass das Mikrobiom nicht nur ein Mitspieler ist, sondern möglicherweise ein zentraler Regisseur in den frühen Phasen der Gehirnentwicklung“, so GG, Kolleginnen und Kollegen.

Besonders im Fokus steht in der Studie die Art und Weise, wie Kinder auf die Welt kommen. Allerdings sind die Bedenken und damit einhergehend auch die Argumente nicht ganz neu: Bei einer vaginalen Geburt nimmt das Neugeborene erstmals Bakterien aus dem Geburtskanal auf. Diese „erste Besiedlung“ beeinflusst entscheidend, wie sich das Mikrobiom des Babys in den folgenden Wochen und Monaten entwickelt. Bei einem Kaiserschnitt fällt dieser Schritt weg und die Kinder werden mit anderen Bakterien besiedelt, etwa von der Haut der Mutter oder aus der Krankenhausumgebung.

Ähnlich verhält es sich mit dem Einsatz von Antibiotika kurz vor oder während der Geburt: Antibiotika können gefährliche Infektionen verhindern, doch sie töten zugleich auch nützliche Mikroben ab. Für das Mikrobiom des Kindes bedeutet das: Abhängig von der Ausgangssituation also ein Start unter möglicherweise erschwerten Bedingungen.

Die Studie deutet nun an, dass diese frühen Störungen weit über den Darm hinausreichen können. „Das Mikrobiom scheint Signale an das sich entwickelnde Gehirn zu senden, die für Wachstum, Verschaltung und Funktionsweise entscheidend sind. Fehlen bestimmte Mikroben oder geraten sie aus dem Gleichgewicht, könnte dies Auswirkungen auf kognitive Fähigkeiten, emotionales Verhalten oder die Anfälligkeit für neurologische Erkrankungen haben.“

Die Forschenden geben auch zu bedenken, dass diese Forschung noch ganz am Anfang stehe, die genauen Mechanismen zu verstehen. Allerdings seien die Daten sind eindeutig genug, um das Thema ernst zu nehmen.

Statt Panikmache sehen die Autorinnen und Autoren die Ergebnisse eher als Chance: Das Wissen könne langfristig dazu führen, dass Geburtsmedizin anders gedacht wird. Schon heute experimentieren einige Ärztinnen und Ärzte mit sogenannten „Mikrobiom-Therapien“ – etwa der gezielten Gabe von Probiotika, um ein gesundes Gleichgewicht der Mikroben wiederherzustellen. Auch die Idee, Babys nach Kaiserschnitt mit mütterlichen Bakterien zu „impfen“, wird diskutiert.

Darüber hinaus könnte das Mikrobiom eines Tages gezielt genutzt werden, um die Gehirnentwicklung positiv zu beeinflussen – ähnlich wie man heute Vitamine oder Nährstoffe empfiehlt.

Ganz außer Frage stellen die Autoren und Autorinnen die Errungenschaften und in vielen Fällen Notwendigkeit der modernen Geburtshilfe, die bereits Millionen Leben gerettet hat. Kaiserschnitte und Antibiotika sind oft lebensnotwendig. Die neue Studie macht zugleich aber deutlich: Eingriffe, die kurzfristig sicher sind, können langfristige Nebenwirkungen haben, die bislang unterschätzt wurden.

Die Herausforderung der Zukunft bestehe also darin, die Vorteile moderner Medizin zu bewahren und gleichzeitig die Bedeutung des Mikrobioms stärker zu berücksichtigen, so die Forschenden abschließend.

Recherchequelle: Michigan State University

© grenzwissenschaft-aktuell.de

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Menschliches Gehirn reagiert auf Laute von Primatenverwandten wie auf Sprache:

Genf (Schweiz) – Das menschliche Gehirn erkennt nicht nur menschliche Sprache. Eine neue Studie zeigt, dass bestimmte Bereiche des auditorischen Kortex gezielt auch auf die Lautäußerungen von Schimpansen reagieren – unseren nächsten Verwandten sowohl aus evolutionärer als auch aus akustischer Sicht.

Wie Leonardo Cervolo, Coralie Debraque, Thibaud Gruber und Didier Grandjean von vom Swiss Center For Affective Science an der Université de Genève (UNIGE) aktuell im Fachjournal „eLife“ (DOI: 10.7554/eLife.108795.1) berichten, zeigen ihre Untersuchungen, dass bestimmte Fähigkeiten zur Verarbeitung von Lautäußerungen zwischen Menschen und Menschenaffen geteilt werden. Wenn Versuchspersonen die Rufe von Schimpansen hörten, unterschied sich die neuronale Reaktion deutlich von jener auf Lautäußerungen von Bonobos oder Makaken.


Symbolbild: Schimpansenmutter mit Kind.
Copyright: H. Zell (via WikimediaCommons) / CC BY-SA 3.0
Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass es im menschlichen Gehirn Unterregionen gibt, die besonders empfindlich auf die Stimmen bestimmter Primatenarten reagieren. Das wiederum eröffnet neue Perspektiven auf den Ursprung der Stimmerkennung und könnte wichtige Hinweise zur Entwicklung der Sprache liefern.

Die menschliche Stimme ist ein zentrales Signal sozialer Kommunikation. Entsprechend nimmt ihre Verarbeitung einen großen Teil des auditorischen Kortex ein. Unklar war bislang, ob diese Fähigkeiten ausschließlich menschlich sind oder auf älteren evolutionären Grundlagen beruhen. Um dieser Frage nachzugehen, wählten die Forschenden einen evolutionsbiologischen Ansatz. Sie verglichen die neuronale Verarbeitung von Lautäußerungen verschiedener Primatenarten, die dem Menschen unterschiedlich nahestehen, darunter Schimpansen, Bonobos und Makaken. Auf diese Weise lässt sich untersuchen, welche neuronalen Mechanismen der Mensch mit anderen Primaten teilt – und welche nicht – und wie sich die Grundlagen vokaler Kommunikation lange vor dem Auftreten der Sprache entwickelt haben könnten.

Im Rahmen der Studie hörten 23 erwachsene Probandinnen und Probanden Lautäußerungen von vier Arten: menschliche Stimmen als Referenz, Schimpansenrufe als genetisch und akustisch besonders nahe Verwandte, Bonobo-Laute, die zwar genetisch ähnlich, klanglich jedoch eher vogelähnlich sind, sowie Rufe von Makaken, die sowohl genetisch als auch akustisch weiter entfernt sind. Mithilfe funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) analysierten die Forschenden die Aktivität im auditorischen Kortex. Ziel war es zu überprüfen, ob es dort eine Unterregion gibt, die speziell auf Primatenstimmen reagiert.

Genau eine solche Spezialisierung konnte das Team nachweisen: Ein Bereich des auditorischen Kortex, der sogenannte superiore Temporalgyrus, der an der Verarbeitung von Geräuschen, Sprache, Musik und Emotionen beteiligt ist, zeigte eine spezifische Aktivierung bei den Lautäußerungen bestimmter Primaten. Besonders auffällig war die Reaktion auf Schimpansenstimmen: Diese unterschied sich klar von der neuronalen Aktivität, die durch Bonobo- oder Makakenlaute ausgelöst wurde.

Diese Spezifität ist bemerkenswert, da Bonobos dem Menschen genetisch ebenso nahestehen wie Schimpansen, ihre Lautäußerungen jedoch akustisch deutlich anders aufgebaut sind. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass nicht allein die genetische Nähe, sondern die Kombination aus evolutionärer Verwandtschaft und akustischer Ähnlichkeit entscheidend dafür ist, wie das menschliche Gehirn auf Primatenstimmen reagiert.

Die Entdeckung eröffne neue Ansatzpunkte für das Verständnis der Evolution der neuronalen Grundlagen von Kommunikation, so die Forschenden. „Sie legt nahe, dass bestimmte Hirnregionen beim Menschen im Laufe der Evolution eine Sensibilität für die Lautäußerungen naher Verwandter bewahrt haben. Während bereits bekannt war, dass im Tierreich spezialisierte Gehirnareale auf die Stimmen von Artgenossen reagieren, zeigt diese Studie, dass auch beim erwachsenen Menschen ein Bereich – der anteriore superiore Temporalgyrus – auf nicht-menschliche Lautäußerungen anspricht.“

Die Ergebnisse stützen die Annahme, dass bestimmte Fähigkeiten zur Verarbeitung von Stimmen zwischen Menschen und Menschenaffen geteilt werden und somit älter sind als die artikulierte Sprache. Darüber hinaus könnten sie helfen, die Entwicklung der Stimmerkennung und möglicherweise auch der Sprache beim Menschen besser zu verstehen – etwa indem sie erklären, wie Säuglinge schon sehr früh, möglicherweise sogar vor der Geburt, die Stimmen vertrauter Personen erkennen können.

Recherchequelle: Université de Genève

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Das menschliche Gehirn:
https://www.youtube.com/watch?v=Wca_aljq6zw

dasGehirnInfo:
https://www.youtube.com/@dasGehirnInfo/videos

Hirnforscher erklärt, was mit uns los ist:
https://www.youtube.com/watch?v=of4WNxLg_6w

Das indoktrinierte Gehirn:
https://www.youtube.com/watch?v=ZYl_mPKCu5E

Ein Date mit deinem Gehirn - und plötzlich verstehst du dich selbst:
https://www.youtube.com/watch?v=iX8OpjMfnx8

Die Erforschung des Bewusstseins in der Hirnforschung:
https://www.youtube.com/watch?v=b6LrCUHXYuY

Die unbequeme Wahrheit über dein Gehirn:
https://www.youtube.com/watch?v=IJy3G5fF1oI

Was, wenn Du die einzige echte Person wärst ?
https://www.youtube.com/watch?v=-k9tviihbEM

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Studie: Gehirn speichert Erinnerungen offenbar nur in kurzen Zeitfenstern:

Toronto (Kanada) – Warum bleiben uns manche Erlebnisse dauerhaft im Gedächtnis, während andere rasch vergessen werden? Eine neue Studie liefert Hinweise dafür, dass unser Gehirn Informationen nicht kontinuierlich speichert, sondern nur in kurzen, rhythmisch auftretenden Momenten. Demnach schwankt die Fähigkeit, neue Erinnerungen zu bilden, mehrmals pro Sekunde – im Takt bestimmter Hirnwellen.


Schaubild zu Objektklassifikation, Gedächtnistest und Gesamtleistung.
Copyright/Quelle: Biba et al. (Nature Human Behaviour, 2026).

Erinnern im Rhythmus des Gehirns:

Seit fast einem Jahrhundert untersuchen Psychologie und Neurowissenschaften, warum sich manche Erfahrungen besonders gut einprägen. Verschiedene Theorien gehen davon aus, dass das Gehirn beim Umgang mit Erinnerungen zwischen zwei Prozessen wechselt: dem Speichern neuer Informationen (Encoding) und dem Abrufen bereits gespeicherter Inhalte (Retrieval).

Ein entsprechendes Modell, das sogenannte SPEAR-Modell (Separate Phases for Encoding and Retrieval), geht davon aus, dass diese beiden Prozesse zeitlich getrennt sind. Demnach schaltet das Gehirn sehr schnell zwischen Phasen des Lernens und des Erinnerns hin und her.

Diese Wechsel könnten mit sogenannten Theta-Rhythmen im Gehirn zusammenhängen. Dabei handelt es sich um Hirnwellen mit einer Frequenz von etwa drei bis zehn Hertz, die mehrfach pro Sekunde auftreten und als wichtig für Gedächtnisprozesse gelten. Das Modell sagt voraus, dass das Gehirn neue Informationen nur während bestimmter Phasen dieses Rhythmus besonders effektiv speichern kann.

Gedächtnistest im Millisekundenbereich:

Um diese Idee zu testen, führten Forschende um Thomas M. Biba von der University of Toronto mit 125 erwachsenen Probandinnen und Probanden ein Experiment durch. Die Teilnehmenden bekamen verschiedene Reize – etwa Bilder oder Objekte – zu exakt kontrollierten Zeitpunkten präsentiert. Anschließend sollten sie sich an diese Inhalte erinnern.

Durch die präzise zeitliche Steuerung konnten die Forschenden im Nachhinein analysieren, ob die Erinnerungsleistung der Teilnehmenden einem wiederkehrenden Muster folgte. Entscheidend war dabei die zeitliche Auflösung: Die Analyse betrachtete Veränderungen im Millisekundenbereich. Biba, Kolleginnen und Kollegen berichten über die Ergebnisse aktuell im Fachjournal „Nature Human Behaviour“ (DOI: 10.1038/s41562-026-02416-5).

Die Ergebnisse zeigen tatsächlich ein rhythmisches Muster: Die Fähigkeit, sich an gezeigte Inhalte zu erinnern, schwankte mehrmals pro Sekunde. Dieses Muster entsprach genau der Frequenz der Theta-Rhythmen, wie sie auch im Gehirn gemessen werden.

Wichtig dabei: Die beobachteten Schwankungen ließen sich nicht einfach durch rhythmische Aufmerksamkeit erklären. Vielmehr deutet alles darauf hin, dass sie mit grundlegenden Mechanismen der Gedächtnisbildung zusammenhängen.

Neurochemische Hinweise:

Ein weiterer Befund der Studie betrifft den Neurotransmitter Acetylcholin. Dieser Botenstoff spielt eine wichtige Rolle bei Aufmerksamkeit, Lernen und Gedächtnis. Die Daten legen nahe, dass die beobachteten Gedächtnisrhythmen durch Prozesse beeinflusst werden könnten, die mit diesem Neurotransmitter zusammenhängen.

Die Ergebnisse stützen damit die zentrale Annahme des SPEAR-Modells: Das Gehirn scheint zwischen Phasen zu wechseln, in denen es bevorzugt neue Informationen aufnimmt, und solchen, in denen es eher bereits gespeicherte Inhalte verarbeitet.

Für die Forschung bedeutet das: Ob eine Erfahrung langfristig im Gedächtnis bleibt, könnte teilweise davon abhängen, ob sie genau in einem günstigen Moment dieses neuronalen Rhythmus stattfindet. Da diese Zeitfenster nur Bruchteile von Sekunden dauern, entgehen sie unserem bewussten Erleben.

Künftige Studien könnten diese Hypothese weiter überprüfen – etwa indem sie ähnliche Experimente mit gleichzeitigen Messungen der Gehirnaktivität durchführen.

Recherchequelle: Nature Human Behaviour, University of Toronto

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Experimentelle Studie zeigt: Gehirn kann künstliche Körperteile als eigen akzeptieren:

Peking (China) – Kann das menschliche Gehirn künstliche Körperteile als „eigene“ akzeptieren? Die Ergebnisse einer aktuellen Studie in der Probanden eine Woche lang mit einer VR-Brille den Besitz virtueller Flügel und die Fähigkeit des Fliegens simulierten, deuten daraufhin.


Grafische Darstellung des Versuchsaufbaus (Illu.).
Copyright: grewi.de (KI erstellt)

Wie das Team um den Neurowissenschaftler Ziyi Xiong von der 10.1016/j.celrep.2026.117320 aktuell im Fachjournal „Cell Reports“ (DOI: 10.1016/j.celrep.2026.117320) berichtet, zeigte sich bei den Probanden schon nach einer Woche Flugtraining mit virtuellen Flügeln, dass unser Gehirn beginnt, diese Flügel in seine Repräsentation des Körpers einzubauen. Im Zentrum der Untersuchung stand die Frage, wie flexibel die neuronale Wahrnehmung des eigenen Körpers tatsächlich ist – und ob sie sich sogar an eigentlich völlig unmögliche Körpererweiterungen anpassen kann.

Eine Woche Fliegen in virtueller Realität:

Für das Experiment entwickelten die Forschenden eine spezielle Virtual-Reality-Umgebung. Insgesamt 25 Testpersonen trugen VR-Headsets und Bewegungssensoren an Armen und Händen. Bewegten die Teilnehmenden Ellenbogen und Handgelenke, schlugen in der virtuellen Welt große Flügel. Über vier Trainingseinheiten hinweg lernten die Probanden, sich mit diesen Flügeln durch die virtuelle Umgebung zu bewegen. Dazu gehörten typische Flugbewegungen wie kräftiges Flügelschlagen zum Auftrieb oder das Anlegen der Flügel zur Verringerung des Luftwiderstands.

Die Teilnehmenden mussten dabei unterschiedliche Aufgaben lösen: Sie sollten etwa Flügelhaltungen vor einem virtuellen Spiegel imitieren, fliegende Luftbälle abwehren oder durch schwebende Ringe navigieren. Ziel war es, die virtuellen Flügel möglichst intuitiv zu kontrollieren und als funktionalen Teil des eigenen Körpers einzusetzen.

Veränderungen im Gehirn nach einer Woche nachweisbar:

Um zu untersuchen, ob sich durch das Training tatsächlich Veränderungen im Gehirn ergeben, führten die Forschenden vor und nach der Trainingswoche funktionelle MRT-Scans durch. Im Fokus stand dabei der sogenannte occipitotemporale Cortex (OTC), ein Hirnareal, das unter anderem für die visuelle Verarbeitung von Körperformen und Körperteilen zuständig ist.

Nach Abschluss des Trainings reagierte dieses Hirnareal deutlich verändert auf Bilder von Flügeln. Besonders bemerkenswert: Die neuronalen Aktivitätsmuster beim Betrachten der Flügel ähnelten nun stärker jenen Mustern, die normalerweise beim Anblick menschlicher Arme oder Hände auftreten.

Die Autoren beschreiben dies als Hinweis darauf, dass das Gehirn selbst „illusionäre“ Körperteile in seine Körperrepräsentation integrieren kann – selbst wenn diese biologisch unmöglich sind. Zusätzlich stellten die Forschenden fest, dass die Kommunikation zwischen visuellen Körperverarbeitungszentren und Regionen für Bewegung und Tastsinn zunahm. Das Gehirn begann also offenbar, die virtuellen Flügel funktionell mit den bestehenden Körper- und Bewegungssystemen zu verknüpfen.

Bedeutung für Prothesen und Assistenzsysteme:

Nach Ansicht der Forschenden könnten die Ergebnisse weit über virtuelle Realität hinausreichen. Die beobachtete neuronale Flexibilität könnte künftig helfen, moderne Prothesen oder robotische Assistenzsysteme besser mit dem Gehirn zu verbinden.

Wenn das Gehirn in der Lage ist, virtuelle Flügel als Teil des eigenen Körpers wahrzunehmen, könnte dies auch bedeuten, dass sich künstliche Gliedmaßen oder technische Erweiterungen leichter und intuitiver nutzen lassen.

Die Studie liefert damit neue Hinweise darauf, wie anpassungsfähig das menschliche Gehirn tatsächlich ist – und wie stark unsere Körperwahrnehmung von Erfahrung und sensorischer Rückkopplung geprägt wird. Zugleich zeigt die Arbeit, dass das Gehirn offenbar weniger an die biologische Realität gebunden ist, als bislang angenommen. Unter den richtigen Bedingungen kann es sogar lernen, etwas so Fremdes wie Flügel zumindest teilweise als „eigenen“ Bestandteil des Körpers zu akzeptieren.

Recherchequelle: Cell Reports

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