Die Gehirnentwicklung im Alter

Das Gehirn durchläuft nach einem wissenschaftlich umfassend belegten Modell fünf Phasen im Leben eines Menschen. Sie unterscheiden sich durch vier markante Wendepunkte und reichen von der Geburt bis ins hohe Alter. Diese Phasen sind: Kindheit (Geburt bis ca. 9 Jahre), langes Jugendstadium (ca. 9 bis 32 Jahre), Erwachsenenalter (ca. 32 bis 66 Jahre), frühes Altern (ca. 66 bis 83 Jahre) und hohes Alter (ab ca. 83 Jahre). 

Unser Gehirn ist also unser ganzes Leben lang Umstellungsprozessen ausgesetzt, die den evolutionär vorgegebenen Anforderungen des jeweiligen Alters am besten entsprechen sollen. 

• Kindheit (Geburt bis ca. 9 Jahre): Diese Phase ist durch ein starkes Wachstum der grauen und weißen Substanz sowie durch eine anfängliche Überproduktion und anschließende Bereinigung von Synapsen gekennzeichnet.
• Jugend und frühes Erwachsenenalter (ca. 9 bis 32 Jahre): In dieser Phase werden die Netzwerke im Gehirn effizienter, sowohl innerhalb einzelner Regionen als auch über weite Distanzen hinweg.
• Erwachsenenalter (ca. 32 bis 66 Jahre): Dies ist die längste stabile Phase des Gehirns, in der die maximale Leistungsfähigkeit erreicht wird, bevor die Umstrukturierung beginnt.
• Frühes Altern (ca. 66 bis 83 Jahre): In dieser Phase beginnt eine allmähliche Umstrukturierung der Hirnnetzwerke, die durch einen Wendepunkt um das 66. Lebensjahr markiert wird.
• Hohes Alter (ab ca. 83 Jahre): Dies ist die fünfte und letzte Phase, die im Durchschnitt mit etwa 83 Jahren beginnt und durch eine Verschiebung von globalen zu lokalen Mustern gekennzeichnet ist. 

Ich gehe im Folgenden besonders auf die Veränderungen im frühen und hohen Alter ein, also auf die Umstrukturierungen, die mit dem Alterungsprozess verbunden sind. Es ist dabei die „normale“ Entwicklung von alterstypisch krankhaften Entwicklungsstörungen (Alzheimer, Demenz etc.) zu unterscheiden.

Die  Phase des frühen Alters (ab ca. 66)

1. Strukturelle Veränderungen

Es kommt zu einem nichtpathologischen Rückgang des Volumens. Das Gehirnvolumen nimmt in vielen Kortexarealen kontinuierlich ab (0,2–0,5 % pro Jahr). Besonders betroffen sind: der präfrontale Kortex, der Hippocampus und die Basalganglien, während die sensorischen Areale relativ stabil bleiben.

Weiters verändert sich die Weißsubstanz. Das sind jene Bereiche im Gehirn, die vor allem aus myelinisierten Nervenfasern bestehen, also aus Nerven, die von einer Fettschicht umgeben sind, um die Impulse schneller übertragen zu können. Die Myelindicke geht im Alter zurück, und damit steigt die Anfälligkeit für „white matter hyperintensities“. Darunter versteht man hellere Signale im MRT, die auf winzige Veränderungen im Hirngewebe hinweisen, die durch Störungen in den Blutgefäßen entstehen. Sie können durch chronisch hohen Blutdruck, Diabetes, Atherosklerose und durch die altersbedingte Abnahme der Flexibilität der Blutgefäße entstehen. 

Dazu kommt, dass die Langstreckenverbindungen im Gehirn an Effizienz verlieren, während Kurzstreckenverbindungen relativ gut erhalten bleiben. 

All diese strukturellen Veränderungen bedeuten nicht zwangsläufig, dass sich die kognitiven Leistungen verschlechtern, vielmehr kennzeichnen sie eine Verschiebung der Netzwerkarchitektur, also eine Umschichtung der Prioritäten und die Bereitstellung von Ressourcen für das Umgehen mit Alterungsprozessen in den Blutgefäßen und Nerven des Gehirns.

2. Funktionelle Reorganisation 

Darunter fallen Prozesse der Kompensation und der Entdifferenzierung, die zu einer Umschichtung der Zuständigkeiten im Gehirn führen. Unterschieden werden mehrere Anpassungsvorgänge:

Die Abnahme der hemisphärischen Spezialisierung: ältere Erwachsene nutzen beide Hemisphären, wo früher eine Seite genügte. Vermutlich sollen möglichst viele Ressourcen zur Verfügung stehen, wenn irgendwo in einer Hemisphäre Schwächen oder Störungen auftreten. (HAROLD-Modell)

Die Verschiebung von vielen Aktivitäten aus posterioren in anteriore Hirnregionen, d.h. eine Verlagerung von „hinten“ nach „vorne“: Die präfrontalen Bereiche übernehmen exekutive Kontrollfunktionen, um die Wahrnehmung und das Gedächtnis zu stabilisieren. (PASA-Effekt)

Ältere Menschen setzen früher (bei geringerer Belastung) zusätzliche Aktivierungsareale ein. Damit wird die Leistung bis zu einer „Ressourcengrenze“ gesichert, also bis zu dem Punkt, an dem das Gehirn überfordert ist. (CRUNCH-Modell)

3. Neurochemische Veränderungen

Der Rückgang der dopaminergen Transmission erstreckt sich über das ganze Leben und verstärkt sich ab der Mitte des Lebens: ca. −10 % pro Lebensdekade weniger Dopamin steht ab 40 zur Verfügung. Die Folgen sind, dass im Alter die Lernkurven flacher sind, die Sensitivität für positive Feedbacksignale geringer wird und die Motivation abnimmt. Weiters laufen Entscheidungen langsamer ab und die kognitive Dynamik ist geringer, die Bewegungsfluidität ist herabgesetzt, ebenso die Feinmotorik. Handlungen oder Bewegungen werden verzögert eingeleitet und die Haltungskontrolle ist reduziert (damit ist die verminderte Fähigkeit, sowohl im Stehen als auch in der Bewegung die Körperhaltung aktiv zu stabilisieren und feinzusteuern gemeint).

Weniger stark ist die Reduktion bei Serotonin und Acetylcholin. In Bezug auf die NMDA (Glutamat-) und GABA (Gamma-Aminobuttersäure)-Rezeptorbalance geht zwar die Plastizität zurück, dafür ist die Stabilität höher. Eine stabile Balance ist entscheidend für optimale Informationsverarbeitung, synaptische Plastizität und Netzwerkstabilität.

4. Kognitive Merkmale dieser Phase

Zu Abnahmen kommt es in Bezug auf die Verarbeitungsgeschwindigkeit, das episodische Gedächtnis und die selektive Aufmerksamkeit. Eine Abnahme des episodischen Gedächtnisses, insbesondere der Einspeicherung, beschreibt die altersbedingte oder pathologische Verminderung der Fähigkeit, neue Ereignisse und Erfahrungen bewusst zu speichern und später wieder abrufen zu können. Das episodische Gedächtnis ist der Teil des deklarativen Gedächtnisses, der das „was, wann und wo“ von persönlichen Erlebnissen kodiert. Eine Abnahme betrifft vor allem die Anfangsphase der Gedächtnisbildung – die Enkodierung – also die effektive Aufnahme und Speicherung von Informationen.

Stabil oder verbessert sind in dieser Phase folgende Funktionen: Das semantische Wissen, Wortschatz, emotionale Regulation, ganzheitliche Problemlösung („crystallized intelligence“) und  sozial-kognitive Kompetenzen (Theory of Mind, Konfliktvermeidung). Mit der „Theory of Mind“ ist die Fähigkeit gemeint, mentale Zustände anderer Menschen – wie Überzeugungen, Absichten, Wünsche, Wissen oder Emotionen – zu erkennen, zu verstehen und vorherzusagen. Sie ermöglicht es, das Verhalten anderer in sozialen Interaktionen korrekt zu interpretieren und darauf zu reagieren. Die Theory of Mind ist zentral für Empathie, Kommunikation, Kooperation und komplexe soziale Interaktionen.

5. Die Bedeutung von Neuroplastizität im höheren Alter

Wichtig ist zu verstehen, dass die Phase 4 keine degenerative Phase ist, sondern dass es sich um eine Phase der Plastizität unter veränderten Rahmenbedingungen handelt.

Was können wir tun, um im Alter gehirnfit zu bleiben? Der Schlüsselwert heißt BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor), also ein neurotropher Wachstumsfaktor im Gehirn. Eine BDNF-Erhöhung bedeutet, dass die Konzentration dieses Proteins im Gehirn oder im Blut ansteigt, was positive Effekte auf die Gehirnfunktion hat. 

Der BDNF wird durch physische, kognitive und soziale Faktoren stimuliert. Aktuell gut belegt sind positive Effekte durch:

• Körperliches Training (v. a. Ausdauertraining) führt zur deutlichsten und gut belegten Erhöhung
• Kognitive Stimulation (Lernen, komplexe Aufgaben)
• Meditation und Achtsamkeitstraining
• Soziale Interaktion und emotional positive Erfahrungen
• Ernährung: Omega-3-Fettsäuren, Polyphenole, Flavonoide
• Schlafqualität: ausreichender Tiefschlaf fördert BDNF
• Soziale Verbundenheit
• Lebenssinn 
• Anti-Stress-Faktoren (Cortisolreduktion)

Das Gehirn verändert sich also weiter — langsamer, aber hoch funktional. Und es erfreut sich an kognitiven Herausforderungen, gesunder Nahrung, ausreichendem Schlaf, viel Bewegung und guten sozialen Kontakten.

Die Phase des hohem Alter (ab ca. 83 Jahre) 

Dies ist die fünfte und letzte Phase der Gehirnentwicklung, die im Durchschnitt mit etwa 83 Jahren beginnt und durch eine Verschiebung von globalen zu lokalen Mustern gekennzeichnet ist. 

Die Veränderungen in dieser Phase haben wieder nichts mit pathologischen Prozessen (wie Demenz) zu tun, sondern mit den natürlichen Endstadien der Hirnentwicklung im höheren Alter. Viele Menschen bleiben trotz dieser Veränderungen funktional relativ stabil, vor allem wenn die kompensatorischen Netzwerke und kognitiven Reserven hoch genug sind.

1. Strukturelle Veränderungen

Akzentuierter Volumenverlust

• Beschleunigter Rückgang im Hippocampus, entorhinalem Kortex und in den frontalen Arealen. Der entorhinale Kortex spielt eine Schlüsselrolle bei Gedächtnis, räumlicher Orientierung und der Kopplung von Wahrnehmung und Erinnerung. Im Kontext des alternden Gehirns besitzt er besondere Bedeutung, da er eine der frühest betroffenen Regionen bei altersassoziierten und neurodegenerativen Prozessen ist.
• Die kortikale Dicke nimmt zunehmend ab; die Areale für die sensorische Integration werden teilweise dünner.

Markanter Rückgang der Weißsubstanzintegrität

• Beachtet wird die Zunahme von White Matter Hyperintensities und die Abnahme der Axonleitfähigkeit und der Konnektivität großer Netzwerkverbünde (Default Mode Netzwerk, Frontoparietales Netzwerk). Diese Veränderungen führen zu einer reduzierten Effizienz bei langen Ketten der Informationsverarbeitung.

2. Die Netzwerkdynamik: 
Der Verlust von Flexibilität und reduzierte Kompensation

Die Kompensationsmodelle der Phase 4 (HAROLD, PASA, CRUNCH) funktionieren weiterhin, werden jedoch begrenzter in ihrer Wirkung.

• Die beschriebene präfrontale Zusatzrekrutierung ist schwerer aufrechtzuerhalten.
• Das Gehirn erreicht häufiger einen Ressourcenplafond („resource ceiling“): eine zusätzliche Aktivierung bringt keine Leistungssteigerung mehr.
• Der Netzwerkwechsel (switching) verlangsamt sich.
• Das Verhältnis zwischen Netzwerken niedrigerer Ordnung (sensorisch-motorisch) und höherer Ordnung (frontal-parietal, DMN) verschiebt sich. Sensorisch-motorische und visuelle Netzwerke bleiben überraschend robust. Ihre interne Konnektivität sinkt nur leicht und sie verlieren weniger Volumen und myelinbezogene Struktur.
• Das DMN bleibt länger aktiv, wenn eine Aufgabe beginnt (Persistenz). Es verliert seine Kohärenz zwischen posterioren und anterioren Regionen.
• Das exekutive Netzwerk braucht mehr Zeit, bis es vollständig aktiviert ist.
• Die Übergänge zwischen Netzwerken sind weniger abrupt, wodurch die Flexibilität herabgesetzt ist.
• Das Salienznetzwerk wird weniger effizient als „Umschaltinstanz“.

Im alternden Gehirn bezeichnet das Salienznetzwerk ein zentrales Kontrollnetzwerk, dessen altersbedingte strukturelle, funktionelle und neurochemische Veränderungen zu einer verminderten Fähigkeit führen, relevante Reize effizient zu erkennen und zwischen innerer und äußerer Verarbeitung (CEN und DMN) flexibel umzuschalten. Diese Veränderungen tragen wesentlich zu typischen kognitiven und affektiven Alterungsphänomenen bei.

Diese Verzögerungen korrelieren eng mit:

• reduzierter Verarbeitungsgeschwindigkeit
• verlangsamter Reaktion
• verringerter kognitiver Flexibilität 

In der Folge sinkt der Einfluss höherer Netzwerke auf die Gesamtsteuerung:

• Weniger top-down-Kontrolle
• Weniger effiziente Aufgabenpriorisierung
• Erhöhte Ablenkbarkeit
• Aber auch: größere emotionale Gelassenheit, da das DMN weniger stark im Grübeln verfangen bleibt.

3. Neurochemische Veränderungen

Diese Entwicklungen sind alterstypisch und nicht krankhaft:

• Dopamin: der weitere Abfall betrifft v. a. Exekutivfunktionen und die Motivation.
• Acetylcholin: die leichte Reduktion hat Auswirkungen v. a. auf Aufmerksamkeitskontrolle und Gedächtnis.
• Serotonin: die Abnahme der Rezeptordichte kann emotionale Schwankungen fördern.
• Glutamat/GABA-Balance: allgemeine Reduktion synaptischer Plastizität.

4. Kognitive Charakteristik 

Abnahmen

• episodisches Gedächtnis (Abruf geht leichter als Enkodierung)
• Arbeitsgedächtnis
• Multitasking / kognitive Flexibilität
• Verarbeitungsgeschwindigkeit
• räumlich-visuelle Funktionen

Stabil oder langsam veränderte Bereiche

• Das semantische Wissen bleibt erstaunlich gut erhalten.
• Die sprachlichen Kompetenzen bleiben relativ stabil.
• Das Emotionswissen und die pragmatische Urteilskraft bleiben oft robust.
• Die sozial-emotionale Expertise (Konfliktvermeidung und die prosoziale Vernunft) bleibt vorhanden.

5. Sinngebung, Emotionsverarbeitung und psychosoziale Dimension

Neuroimaging-Studien zeigen:

• stärkere Aktivität im ventromedialen präfrontalen Kortex bei Entscheidungen mit persönlicher Bedeutung
• verstärkte Integration autobiografischer Netzwerke, Tendenzen zu Lebensrückblicken
• erhöhte Priorität auf emotional positive Reize 
• bessere Impulskontrolle trotz reduzierter Verarbeitungsgeschwindigkeit

Dies erklärt, warum viele ältere Menschen emotionale Stabilität und Gelassenheit entwickeln, während rein kognitive Aspekte langsamer werden.

6. Plastizität bleibt bestehen, aber mit veränderten Parametern

Auch jenseits von 80 ist Plastizität nicht verschwunden, sondern:

• benötigt mehr Wiederholungen
• reagiert stärker auf motivationale und soziale Faktoren
• hängt deutlich von körperlicher Fitness und Gefäßgesundheit ab
• ist vulnerabler gegenüber Stress, Entzündungen und Schlafmangel.

7. Übergang in pathologische Entwicklungen 

In der Phase 5 ist zwar das Risiko für neurodegenerative Erkrankungen erhöht, diese Erkrankungen müssen aber nicht eintreten. Ein normales, gesundes Gehirn kann bis sehr spät:

• die autobiografische Kohärenz
• eine stabile Persönlichkeit
• eine relativ gute Entscheidungsfähigkeit und
• sinnstiftende, emotional regulierte Beziehungen

aufrechterhalten.

Zusammenfassung

Die Phase 5 der Gehirnentwicklung ist gekennzeichnet durch:

• erhöhte strukturelle Vulnerabilität
• reduzierte Netzwerkflexibilität
• Grenzen kompensatorischer Aktivierung
• verlangsamte Verarbeitung
• stabile semantische und emotionale Systeme
• weiter bestehende, aber verlangsamte Plastizität

Sie markiert die Endphase der Lebensspannenentwicklung, in der das Gehirn gleichzeitig fragiler und emotional konsolidierter wird.

Hier eine Übersicht über polyphenol- und flavonoidreiche Nahrungsmittel, die zur Gehirngesundheit beitragen:

Kategorie	Lebensmittel & Menge	Hauptwirk-stoffe	Hinweis zur Zubereitung / Aufnahme
Beeren	Blaubeeren, Himbeeren, Brombeeren, Erdbeeren (ca. 100–150 g)	Anthocyane, Flavonole, Phenolsäuren	Frisch oder tiefgefroren; nicht stark kochen, um Wirkstoffverlust zu vermeiden
Äpfel & Birnen	1 Stück täglich	Quercetin, Flavonole	Schale essen, da dort die meisten Polyphenole sitzen
Zitrus-früchte	Orange, Grapefruit, Zitrone (1 Stück oder 200 ml Saft)	Flavanone (Hesperidin, Naringenin)	Saft möglichst frisch, nicht pasteurisiert
Kräuter & Gewürze	Petersilie, Thymian, Oregano, Kurkuma	Flavone, Curcumin	Kräuter frisch oder getrocknet; Kurkuma mit Fett und Pfeffer für Bioverfügbarkeit
Grünes Blatt-gemüse	Spinat, Grünkohl, Brokkoli, Lauch (150–200 g)	Flavonole, Kaempferol, Quercetin	Kurz dämpfen oder roh essen, um Polyphenole zu erhalten
Kakao & dunkle Schoko-lade	20–30 g (>70 % Kakaoanteil)	Flavanole, Catechine	Nicht zu stark erhitzen; kleine Portion täglich
Grüner Tee	2–3 Tassen / Tag	Catechine, EGCG	Nicht kochend heiß aufgießen, 2–3 Minuten ziehen lassen
Sojapro-dukte	Tofu, Edamame, Sojamilch (ca. 100–150 g)	Isoflavone	Günstig in Kombination mit Gemüse, um die Nährstoffaufnahme zu erhöhen
Trauben & Rotwein	1 Handvoll Trauben / 1 Glas Rotwein (optional, moderat)	Resveratrol	Rotwein nur in Maßen; Trauben frisch oder getrocknet
Nüsse & Samen	Walnüsse, Mandeln, Haselnüsse (20–30 g)	Polyphenole, Vitamin E	Roh oder leicht geröstet, nicht gesalzen

Praktische Tipps für eine maximale Wirkung:

1.      Farbenmix: Jede Farbe steht für unterschiedliche Polyphenole. Deshalb ist die Farbvielfalt wichtig.

2.      Die Kombination mit gesunden Fetten: z. B. Öl, Avocado oder Nüsse → verbessert die Aufnahme lipophiler Polyphenole (Curcuma, Resveratrol).

3.      Die Regelmäßigkeit: Wirkung auf BDNF und Plastizität steigt bei täglicher Aufnahme über Wochen/Monate.

4.      Frisch und minimal verarbeitet: Frische oder tiefgekühlte Beeren oder kurz gedämpftes Gemüse sind optimal.

5.      Die Kombination mit Bewegung und kognitiver Aktivität ergibt synergistische Effekte auf den BDNF und die neuronale Netzwerke.