Open Access

Frédéric Roux

• Die Adoleszenz, d.h. die Reifungsphase des Jugendlichen zum Erwachsenen, stellt einen zentralen Abschnitt in der menschlichen Entwicklung dar, der mit tief greifenden emotionalen und kognitiven Veränderungen verbunden ist. Neure Studien (Bunge et al., 2002; Durston et al., 2002; Casey et al., 2005; Crone et al., 2006; Bunge and Wright, 2007) machen deutlich, dass sich die funktionelle Architektur des Gehirns während der Adoleszenz grundlegend verändert und dass diese Veränderungen mit der Reifung höherer kognitiven Funktionen in der Adoleszenz assoziiert sein könnten. Messungen des Gehirn-Volumens mit Hilfe der Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) zum Beispiel zeigen eine nicht-lineare Reduktion der grauen und eine Zunahme der weißen Substanz während der Adoleszenz (Giedd et al., 1999; Sowell et al., 1999, 2003). Des weiteren treten in dieser Zeit Veränderungen in exzitatorischen und inhibitorischen Neurotransmitter-Systemen auf (Tseng and O’Donnell, 2005; Hashimoto et al., 2009). Zusammen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass während der Adoleszenz ein Umbau der kortikalen Netzwerke stattfindet, der wichtige Konsequenzen für die Reifung neuronaler Oszillationen haben könnte. Im Anschluss an eine Einführung im Kapitel 2, fasst Kapitel 3 der vorliegenden Dissertation die Vorbefunde bezüglich entwicklungsbedingter Veränderungen in der Amplitude, Frequenz und Synchronisation neuronaler Oszillationen zusammen und diskutiert den Zusammenhang zwischen der Entwicklung neuronaler Oszillationen und der Reifung höhere kognitiver Funktionen während der Adoleszenz. Ebenso werden die anatomischen und physiologischen Mechanismen, die diesen Veränderungen möglicherweise zu Grunde liegen könnten, theoretisch vorgestellt. Die in Kapitel 4-6 vorgestellten eigenen empirischen Arbeiten untersuchen neuronale Oszillationen mit Hilfe der Magnetoencephalographie (MEG), um die Frequenzbänder und die funktionellen Netzwerke zu charakterisieren, die mit höheren kognitiven Prozessen und deren Entwicklung in der Adoleszenz assoziiert sind. Hierzu wurden drei Experimente durchgeführt, bei denen MEG-Aktivität während der Bearbeitung einer Arbeitsgedächtnisaufgabe und im Ruhezustand aufgezeichnet wurde. Die Ergebnisse dieser Experimente zeigen, dass Alpha Oszillationen und Gamma-Band Aktivität sowohl task-abhängig als auch im Ruhezustand gemeinsam auftreten. Darüber hinaus ergänzen die vorliegenden Untersuchungen Vorarbeiten, indem sie eine Wechselwirkung zwischen beiden Frequenzbändern aufgezeigt wird, die als ein Mechanismus für das gezielte Weiterleiten von Informationen dienen könnte. Die in Kapitel 6 vorgestellten Entwicklungsdaten weisen weiterhin darauf, dass in der Adoleszenz späte Veränderungen im Alpha und Gamma-Band stattfinden und dass diese Veränderungen involviert sind in die Entwicklung der Arbeitsgedächtnis-Kapazität und die Entwicklung der Fähigkeit, Distraktoren zu inhibieren. Abschliessend werden in Kapitel 7, die in dieser Dissertation vorgestellten Arbeiten, aus einer übergeordneten Perspektive im Gesamtzusammenhang diskutiert.