1.000 Tage, auf die es ankommt

• Wie das Denken entsteht: Die frühkindliche Hirnentwicklung ist ein hochkomplizierter Prozess. Forschende der Universitätsmedizin Oldenburg wollen ihn besser verstehen, um Risikofaktoren für Fehlentwicklungen zu erkennen und Behandlungsansätze zu entdecken. Universität Oldenburg / Markus Hibbeler

• Axel Heep (l.) forscht nicht nur zur frühkindlichen Hirnentwicklung, sondern ist als Direktor der Universitätsklinik für Kinder- und Jugendmedizin im Alltag nah dran an den kleinen Patientinnen und Patienten, die zu früh zur Welt kommen. Universität Oldenburg / Matthias Knust

• Nicola Brandt (l.) und Anja Bräuer erforschen die Grundlagen der Hirnentwicklung...

• ...dafür greifen sie auf Nervenzellen des Mäusegehirns zurück. Universität Oldenburg / Daniel Schmidt

• Mit bloßem Auge sind die einzelnen Nervenzellen nicht zu sehen... Universität Oldenburg / Daniel Schmidt

• ...aber unter dem Mikroskop ist zu erkennen, wie sie auf die bewusste Manipulation der Forscherinnen reagiert haben. Universität Oldenburg / Daniel Schmidt

• UMO-Forschende nehmen in den Blick, wie audiovisuelle Reize auf Frühgeborene wirken. Die Untersuchungen finden sechs Monate nach dem errechneten Geburtstermin statt. In der Kappe sind Leuchtdioden und Lichtdetektoren verbaut. Mit dieser ungefährlichen Nahinfrarotlicht-Spektroskopie lassen sich Hirnaktivitäten messen. Markus Hibbeler

• Um Familien von Risikogeborenen für die laufende Studie zu gewinnen, klärt Anne Hilgendorff ausführlich darüber auf, welche Daten und Bioproben das Forschungsteam benötigt. Universität Oldenburg / Matthias Knust

1.000 Tage, auf die es ankommt

23.02.2026 Universitätsmedizin Top-Thema Humanmedizin

Komplikationen während der Schwangerschaft oder bei der Geburt können die Hirnfunktionen von Kindern nachhaltig schädigen. Die Suche nach Risikofaktoren und Therapien verbindet die Grundlagen- mit der klinischen Forschung.

Komplikationen während der Schwangerschaft oder bei der Geburt können die Hirnfunktionen von Kindern nachhaltig schädigen. Auf der gemeinsamen Suche nach Risikofaktoren und Behandlungsansätzen wachsen die universitäre Grundlagenforschung und der Alltag auf der Frühgeborenenstation der Universitätsklinik für Kinder- und Jugendmedizin am Klinikum Oldenburg immer enger zusammen.

Für Eltern ist die Frühgeburt ihres Kindes immer ein einschneidendes und traumatisches Erlebnis. "Zuerst bangen die Eltern um das Überleben ihres Kindes, dann fragen sie sich, ob die Komplikationen bei der Geburt bleibende Schäden, insbesondere des Gehirns, verursacht haben", sagt Prof. Dr. Axel Heep, Professor für Pädiatrie und Direktor der Universitätsklinik für Kinder- und Jugendmedizin.

Für die Ärztinnen und Ärzte auf der Frühgeborenenstation ist die Frage zu diesem Zeitpunkt kaum zu beantworten - und gerade deshalb lässt sie Heep nicht los. Die frühkindliche Hirnentwicklung ist sein Forschungsschwerpunkt. "Die grundlegenden Prozesse finden in den ersten 1.000 Tagen statt, also während der Schwangerschaft und während der ersten beiden Lebensjahre", erklärt er.

Wie das Gehirn entsteht

Nervenzellen formen sich zum Gehirn, gehen Vernetzungen ein, reagieren auf äußere Eindrücke, schaffen immer neue Verbindungen. Heep will die Einflüsse und Auswirkungen dieser Entwicklung mit möglichst vielen Facetten und all ihren Grundlagen verstehen. "Ich entwickle Forschungsprojekte aus der klinischen Praxis heraus - bei der Umsetzung ist es mir aber wichtig, die Expertisen auch aus anderen Forschungsgebieten einzubeziehen", sagt er. So ist um den Kinderarzt und Forscher ein Netzwerk gewachsen, das den Klinikalltag auf der Neonatologie immer enger mit der Grundlagenforschung an der Universität verbindet.

Die Oldenburger Forschung setzt bereits beim Entstehungsprozess des Gehirns an. Die Arbeitsgruppe der Anatomin und Neurobiologin Prof. Dr. Anja Bräuer forscht am Department für Humanmedizin an den molekularen Grundlagen der Hirnentwicklung, die schon in der dritten Schwangerschaftswoche beginnen. Als Vorläufer des späteren Rückenmarks und Gehirns entwickelt sich das sogenannte Neuralrohr. Dort entstehen Millionen von Nervenzellen und wandern an ganz bestimmte, für sie vorgesehene Positionen, um sich dort von Stammzellen zu hoch spezialisierten Nervenzellen zu entwickeln und sich zu vernetzen. Die Neurobiologin Dr. Nicola Brandt aus Bräuers Team untersucht, wie die Zellmigration bei der Entwicklung des Kortex, also der äußersten Schicht des Gehirns, im Detail funktioniert. Der Kortex besteht aus sechs Schichten, die sich in einem komplizierten Prozess von innen nach außen bilden. Kommt es bei diesem Prozess zu Fehlern, weil Nervenzellen nicht die richtige Position einnehmen, kann das zu teils schweren Hirnschäden führen.

Eine wichtige Rolle für die Zellmigration spielen das Fettmolekül Lysophosphatidsäure (LPA) und die Proteine, die LPA regulieren. Was geschieht, wenn die LPA-Konzentration aus der Balance gerät, haben Brandt und die Doktorandin Marie Koop mit einem speziellen Verfahren an Mäusen gezeigt: Noch während der Trächtigkeit manipulierten sie ein LPA-regulierendes Protein im Gehirn der Embryonen.

Unter dem Mikroskop konnten die Forscherinnen nun zu verschiedenen Zeitpunkten vor und nach der Geburt untersuchen, wie weit die so manipulierten Zellen tatsächlich wanderten. Dabei zeigte sich: Viele der manipulierten Nervenzellen blieben auf einer inneren oder mittleren Hirnschicht hängen, während sie bei einer Kontrollgruppe wie erwartet äußere Hirnschichten erreichten. "So konnten wir zeigen, dass die LPA-Regulation entscheidend für die Migration der Nervenzellen ist", erklärt Koop.

Lernen, denken, erinnern - damit all das funktioniert, müssen Nervenzellen nicht nur an den richtigen Ort im Gehirn wandern, sondern sich dort auch korrekt vernetzen. Dieser Vorgang ist ebenfalls Forschungsgegenstand von Bräuers Gruppe. Das Team untersucht, wie Nervenzellen ihre typische Form entwickeln. Im Fokus stehen die baumkronenartigen Dendriten mit ihren Dornenfortsätzen, die für die Vernetzung mit anderen Nervenzellen entscheidend sind.

Zellentwicklung: Auf die Details kommt es an

"Wir fragen uns, welche Voraussetzungen vorliegen müssen, damit sich diese Dendritenbäume und die Dornenfortsätze perfekt ausbilden", sagt Bräuer. Eine wichtige Funktion bei der Entwicklung von Nervenzellen hat ein Protein namens Plasticity-Related Gene 5, kurz PRG5. Wie und wo genau PRG5 wirkt, konnte Franziska Köper, gemeinsame Doktorandin von Bräuer und Heep, jetzt entschlüsseln.

Ihr gelang der Nachweis, dass sich PRG5-Proteine zu Teams, sogenannten Multimeren, zusammenschließen - und zwar entlang der Dendriten. "Dass sich die PRG5-Proteine ausgerechnet dort sammeln, wo die Dornenfortsätze entstehen, ist ein deutlicher Hinweis darauf, dass sie eine wichtige Funktion bei diesem Prozess übernehmen", erklärt Köper.

Zu verstehen, auf welche Weise Proteine wie PRG5 oder Signalstoffe wie LPA die Hirnentwicklung auf Molekularebene beeinflussen, kann der Schlüssel zu neuen Therapieansätzen sein - unter anderem für Frühgeborene. "Ein Traum wäre es, den Mechanismus zu finden, mit dem wir die gewünschte Hirnentwicklung sozusagen von außen steuern können", sagt Bräuer.

Von der Hirnfunktion zum Verhalten

Zum Problem werden Fehler in der Entwicklung des Gehirns aber erst, wenn sie zu Einschränkungen im Alltag von Betroffenen führen. Diese neurowissenschaftlichen Zusammenhänge untersucht die Psychologin Prof. Dr. Andrea Hildebrandt mit ihrem Team. Seit einigen Jahren stehen dabei besonders Frühgeborene und ihre kognitiven Besonderheiten im Mittelpunkt.

"Das Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitäts-Syndrom, das sich überdurchschnittlich häufig bei Frühgeborenen zeigt, ist ein Beispiel dafür, wie sich eine Entwicklungsstörung des Gehirns im Alltag zeigen kann", erklärt Hildebrandt. Einen Faktor, der im engen Zusammenhang unter anderem mit ADHS steht, hat Hildebrandt mit Heep und der gemeinsamen Doktorandin Merle Marek untersucht. Dabei ging es um die sogenannte Selbstregulation. Der Begriff beschreibt die Fähigkeit, Konzentration gezielt steuern und Ablenkungen ausblenden zu können.

Marek hat für ihre Doktorarbeit untersucht, ob es einen Zusammenhang zwischen den Hirnfunktionen von Frühgeborenen und ihrer Fähigkeit zur Selbstregulation gibt. Für ihre Untersuchungen griff sie auf Daten der Bayerischen Entwicklungsstudie zurück, einer Langzeitstudie, die bereits in den 1980er-Jahren frühgeborene Babys untersucht hat und die inzwischen Erwachsenen bis heute mit verschiedenen Anschlussstudien begleitet. Aus den Ergebnissen von Kognitionstests und Interviews im Rahmen dieser Studie konnte Marek schließen, dass mehr als acht Wochen zu früh Geborene noch im Erwachsenenalter mehr Schwierigkeiten mit der Selbstregulation haben als termingerecht Geborene. "Unerwünschte Reize zu unterdrücken, ist für sie herausfordernder als für andere", erklärt Marek.

Anschließend untersuchte die Neurowissenschaftlerin MRT-Aufnahmen dieser Personen nach möglichen Zusammenhängen zwischen der beobachteten Schwäche und der Hirnstruktur. Sie konnte zeigen, dass die Vernetzung von Hirnarealen, die für die Selbstregulation wichtig sind, schwächer ausgeprägt ist als bei termingerecht Geborenen.

Eine mögliche Erklärung: Bereits im Mutterleib bildet sich um die Nervenbündel eine fetthaltige Schicht, die eine besonders schnelle Informationsübertragung ermöglicht. Die Geburt hemmt diesen Prozess allerdings - bei Frühgeborenen entsprechend früh.

"Obwohl sich bei den Teilnehmenden der Langzeitstudie die kognitive Kontrolle mit dem Heranwachsen immer weiter verbesserte, zeigt unsere Untersuchung, dass die Startschwierigkeiten nicht völlig verschwinden", sagt Heep. Die gute Nachricht: "Selbstregulation ist eine verhältnismäßig formbare Funktion, das heißt, dass sie sich mit entsprechender Förderung gut trainieren lässt", erklärt Marek.

Die Zusammenarbeit zwischen Heep und Hildebrandt umfasst noch weitere Bereiche: Aktuell rekrutiert die Psychologin in Heeps Klinik Frühgeborene für eine Studie, bei der sie herausfinden will, wie es ihnen im Vergleich zu termingerecht Geborenen gelingt, Gehörtes und Gesehenes im Gehirn miteinander zu verknüpfen. Außerdem forschen der Pädiater und die Psychologin gemeinsam daran, Hinweise in Hirnscans auf kognitive Besonderheiten bei Frühgeborenen zu finden - unter anderem mit dem Fernziel, davon personalisierte Behandlungsansätze abzuleiten.

Meilenstein für die klinische Forschung in Oldenburg

Auch wenn Bräuer und Hildebrandt mit ihren Teams Grundlagen erforschen, arbeiten sie im engen Austausch mit Heeps Arbeitsgruppe "Perinatale Neurobiologie". Das gemeinsame Ziel: aus den Forschungsergebnissen Erkenntnisse abzuleiten, die zu besseren Behandlungsmöglichkeiten für Frühgeborene führen.

Heep, seine Forschungspartner*innen und sein Klinikteam haben in diesem Jahr einen wichtigen Meilenstein erreicht: Nach intensiver Vorbereitung erhebt ein Studienteam um die Neo-natologin Prof. Dr. Anne Hilgendorff jetzt in großem Maß Forschungsdaten rund um das Thema "Risikogeburt". Das klinisch-wissenschaftliche Team arbeitet eingebettet in die interdisziplinäre Expertise der Arbeitsgruppen aus Gynäkologie, Geburtshilfe, Kinder- und Jugendmedizin, Kinder- und Jugendpsychiatrie- und psychotherapie, Radiologie, Immunologie, Genetik, psychologischer Methodenlehre und Statistik. "Gemeinsam wollen wir herausfinden, warum manche Kinder nach einem schwierigen Start ins Leben erstaunlich stark sind - und andere mehr Unterstützung brauchen", sagt Hilgendorff.

Die Medizinerin baute während ihrer früheren Tätigkeit am Helmholtz-Zentrum München bereits eine Frühgeborenenkohorte auf und kennt sich gut mit den Besonderheiten dieser vulnerablen Probandengruppe aus. So sind Untersuchungen oder Blutabnahmen aus ethischen Gründen undenkbar, wenn sie allein aus Forschungsgründen durchgeführt werden. Schließlich sollen die Neugeborenen in ihren ersten Lebenstagen so wenig Stress wie möglich erfahren. Die Forschenden sind deshalb vielfach auf Proben und Daten angewiesen, die aus medizinischen Gründen ohnehin anfallen. Noch im Kreißsaal sichert das Studienteam mit Zustimmung der Eltern erste Proben.

"Unser Ansatz geht in die Tiefe: Wir versuchen, möglichst viele Informationen zum einzelnen Frühchen zu bekommen, und untersuchen dafür auch die Plazenta, in der sich immunologische Prozesse der Schwangerschaft widerspiegeln, sowie die genetischen Eigenschaften der Eltern", so Hilgendorff. Bioproben wie Speichel, Blut, Stuhl oder Urin ermöglichen es, spezifische Hinweise zu identifizieren die Krankheitsprozesse anzeigen. MRT- und Röntgenaufnahmen aus ärztlichen Untersuchungen fließen ebenso in die Datenbank ein wie neurologische, psychologische und sozialwissenschaftliche Daten, die im Rahmen von Untersuchungen und Interviews erhoben werden. Anhand all dieser Informationen wollen die Forschenden Faktoren eingrenzen, die Risiken für eine auffällige Entwicklung des Kindes schon während der Schwangerschaft begünstigen - und so Ansatzpunkte finden, um Risikogeburten im Idealfall zu verhindern.

Neues MRT soll weitere Einblicke liefern

Eine andere wichtige Entwicklung wird die Forschungsmöglichkeiten in Kürze verbessern: Die Uniklinik kann mithilfe einer Förderung des Bundesforschungsministeriums ein neues, speziell für Frühgeborene entwickeltes MRT-Gerät in Betrieb nehmen. Das von einem Magdeburger Unternehmen entwickelte System ist weltweit das erste, das mit einem 1,5 Tesla starken Magnetfeld radiologische Aufnahmen speziell von Babys und Kleinkindern ermöglicht - und Oldenburg einer der ersten Standorte, an dem es eingesetzt wird. Seine Besonderheit: Aufgrund der technischen Spezifikationen kann das MRT-Gerät unmittelbar und damit patientennah in der Kinderklinik genutzt werden.

Das ermöglicht nicht nur den behandelnden Ärztinnen und Ärzten, schneller und häufiger die Ergebnisse von Hirnscans in ihre Diagnostik einfließen zu lassen - es verspricht auch wertvolle Daten für die Risikokohorte. "All diese Entwicklungen ermöglichen es uns, nun auch ganz tief in die klinische Forschung einzusteigen und sie mit unseren Ergebnissen aus der Grundlagenforschung zu verknüpfen", sagt Heep. Das geschieht in mehreren Initiativen: Im Projekt "Intersektorale Versorgung vulnerabler Gruppen", gefördert vom Bundesforschungsministerium, entwickeln Heep und seine Forschungspartner*innen Ansätze, um Risikogeburten besser voraussagen, verhindern und versorgen zu können. Der Aufbau der Risikokohorte ist ein wichtiger Teil des Projekts. Am "Programm für Exzellenz" der Universität ist die Uniklinik mit einer interdisziplinären Impulsgruppe beteiligt. Die Forschenden untersuchen die Wirkung musiktherapeutischer Förderangebote auf zu früh geborene Grundschulkinder.

Nicht zuletzt fördert die Fakultät Medizin und Gesundheitswissenschaften die Forschung zur frühen Entwicklung von Kindern als eine von zwei Profilinitiativen. Die dreijährige Anschubfinanzierung soll den Grundstein legen für eines der ersten universitätsmedizinischen Zentren in Oldenburg. Dieser auf Langfristigkeit zielende Status würde die neonatologische Forschung und Lehre noch enger mit der Krankenversorgung verbinden. Er sieht unter anderem ein klar definiertes Konzept vor, das beschreibt, wie Forschungsergebnisse schnell Patientinnen und Patienten zugutekommen, und sichert auch den klinischen Mitgliedern Freiräume für Forschung und Lehre zu.

Heeps Funktion beschränkt sich dabei nicht auf das Koordinieren der Projekte. Er ist vor allen Dingen auch das Bindeglied zwischen Forschung und Patientenversorgung. "Egal welchen Ansätzen wir nachgehen - sie gehen immer zurück auf Fragestellungen, die unsere kleinen Patienten aufwerfen", betont Heep. Antworten sucht er auch in Zukunft im Schulterschluss mit Disziplinen jenseits des eigenen Fachgebiets. Das gemeinsame Ziel: Kindern, die keinen optimalen Start hatten, die besten Chancen auf ein selbstbestimmtes Leben zu ermöglichen.

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