Forschungsbericht 2014 - Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften

Die Reifung des sozialen Gehirns

Autoren
Steinbeis, Nikolaus
Abteilungen
Abteilung Soziale Neurowissenschaft
Zusammenfassung
Im kindlichen Entwicklungsverlauf ist eine Vielfalt an Veränderungen im Sozialverhalten zu beobachten. Während im frühen Kindesalter Egoismus und Ungeduld überwiegen, entwickelt sich mit der Zeit mehr Prosozialität. Welche Entwicklungen des Gehirns mit solchen Verhaltensveränderungen einhergehen, war bis vor Kurzem unbekannt. Nun konnte man zeigen, dass die zunehmende Reifung der Hirnareale, die für Impulskontrolle zuständig sind,  es älteren Kindern ermöglicht, im richtigen Moment das Richtige zu tun und nicht dem Eigennutz freien Lauf zu lassen.

Ein Spielplatz ist wie ein Schmelztiegel für verschiedenste Konfliktsituationen. Immer wieder kann man hier die Beobachtung machen, dass ein Kind weint, weil ihm ein anderes Kind etwas weggenommen hat. Das Kind verleiht daraufhin seinem Frust mehr oder weniger stark Ausdruck und bittet damit gleichzeitig um Hilfe. Dieses Verhalten lässt schon ahnen, dass sich die Opfer entschieden in ihrem Gerechtigkeitssinn verletzt fühlen. Erstaunlich ist, dass solche Konfliktsituationen vor allem in der frühen Kindheit auftreten, aber mit dem Älterwerden der Kinder immer seltener vorkommen. Wissenschaftliche Studien konnten zeigen, dass mit zunehmendem Alter der Sinn für Gerechtigkeit eine immer größere Rolle spielt [1,2]. So sind beispielsweise Kinder im Alter zwischen 6 und 13 Jahren immer mehr dazu bereit, Spielgeld, das für sie mit einem echten Wert verbunden ist, mit anderen, ihnen unbekannten Kindern zu teilen. Darüber hinaus agieren sie geschickter beim Teilen als jüngere Kinder, wenn der andere ein Veto-Recht hat [3]. Was diese gravierende Veränderung ermöglicht, ist bisher noch kaum verstanden.

Die Rolle der Impulskontrolle

Um die Mechanismen altersbedingter Veränderungen prosozialer Entscheidungen zu untersuchen, haben Forscher am Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften   an einer Grundschule zwei Spiele mit den Schülern durchgeführt und dabei Paradigmen aus der ökonomischen Spieltheorie genutzt [4] (Abb. 1).

Im ersten Spiel, dem sogenannten Diktatorspiel (DS), erhielten Kinder jeweils einmalig sechs Münzen. Für die Kinder ergab sich der Wert dieser Münzen aus einem Angebot an vielen schönen Spielzeugen, die in einem Bauchladen gegen die Münzen eingetauscht werden konnten. Je mehr Münzen die Kinder also hatten, desto mehr Spielsachen konnten sie erwerben. Nun wurde diesen Kindern einzeln mitgeteilt, dass sie die Möglichkeit hatten, die sechs Münzen zwischen sich und einem anderen Kind der Schule, dessen Identität, Geschlecht und Alter geheim gehalten wurden, aufzuteilen.

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Original 1508157103
Abb. 1: Ökonomische Spiele zur Untersuchung menschlichen Sozialverhaltens. Sowohl im Diktator- als auch im Ultimatumspiel erhält Spieler A eine Ausstattung, die er mit Spieler B teilen kann. Während Spieler B die Angebote im Diktatorspiel annehmen muss, kann er diese im Ultimatumspiel ablehnen.
Abb. 1: Ökonomische Spiele zur Untersuchung menschlichen Sozialverhaltens. Sowohl im Diktator- als auch im Ultimatumspiel erhält Spieler A eine Ausstattung, die er mit Spieler B teilen kann. Während Spieler B die Angebote im Diktatorspiel annehmen muss, kann er diese im Ultimatumspiel ablehnen.

In einem zweiten Spiel, dem sogenannten Ultimatumspiel (US), bekamen dieselben Kinder wieder sechs Münzen und durften diese mit einem anderen Kind der Schule teilen. Allerdings wurden die Kinder informiert, dass das andere Kind das Angebot ablehnen kann und in diesem Fall keines von beiden Münzen für einen Einkauf im Bauchladen behalten darf. Nimmt es das Angebot jedoch an, wird genauso geteilt, wie es angeboten worden war. Im Gegensatz zum DS gibt es im US also die Möglichkeit einer Bestrafung, falls das Angebot als zu schlecht empfunden werden sollte.

Wie zu erwarten war, fielen die Angebote im US besser aus als im DS. Der Unterschied zwischen den Angeboten in den beiden Spielen war aber bei älteren Kindern sehr viel ausgeprägter als bei den jüngeren (Abb. 2A). Ältere Kinder passten also ihre Angebote den zu erwartenden Auswirkungen ihres Handelns weitaus besser an als jüngere Kinder. Das zeigt, dass mit steigendem Alter auch strategisches Sozialverhalten bei Kindern zunimmt. Solche altersbedingten Differenzen ließen sich auch bei den Kindern beobachten, welche die Angebote annehmen oder ablehnen konnten. Hier waren es die jüngeren Kinder, die unfaire Angebote (zum Beispiel eine von sechs Münzen) mit höherer Wahrscheinlichkeit annahmen als ältere Kinder (Abb. 2B). Ihnen war es also egal, ob die Angebote gerecht waren, obwohl beide Altersgruppen ähnliche Vorstellungen davon hatten, was eine gerechte Aufteilung bedeutet – nämlich 50:50.

Ein erstes Indiz für eine entscheidende Rolle der Impulskontrolle bei diesem Prozess ergab sich aus der Befragung der Kinder, wie sie sich denn im Falle eines ungerechten Angebots verhalten würden. Hier behaupteten auch die jüngeren Kinder, diese streng abzulehnen. Als es aber dazu kam, konnten mehr als 80 Prozent der überzeugten jüngeren Kinder der Versuchung nicht widerstehen, auch das unfaire Angebot anzunehmen, statt sich für Gerechtigkeit einzusetzen. Außerdem zeigte sich, dass strategisches Verhalten mit einem zusätzlichen Maß an motorischer Impulskontrolle einherging (Abb. 2C). Somit waren es die strategisch versierteren Kinder, die ihre Impulse besser kontrollieren konnten.

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Abb. 2: Verhaltensdaten der beiden Studien. (A) Mit dem Alter stieg das strategische Sozialverhalten an. (B) Außerdem nahmen jüngere Kinder eher schlechte Angebote im Ultimatumspiel an als ältere Kinder. (C) Gleichzeitig ging erhöhtes strategisches Sozialverhalten bei Kindern mit verbesserter Impulskontrolle einher.
Abb. 2: Verhaltensdaten der beiden Studien. (A) Mit dem Alter stieg das strategische Sozialverhalten an. (B) Außerdem nahmen jüngere Kinder eher schlechte Angebote im Ultimatumspiel an als ältere Kinder. (C) Gleichzeitig ging erhöhtes strategisches Sozialverhalten bei Kindern mit verbesserter Impulskontrolle einher.

Relevanz von Funktion und Struktur des dorsolateralen präfrontalen Kortex

Frühere Studien hatten gezeigt, dass bei Erwachsenen der sogenannte dorsolaterale präfrontale Kortex (DLPFK) besonders bei der Überwindung von Eigennutz und der Umsetzung sozialer Normen beteiligt ist [5,6]. Dieses Gehirnareal ist mitunter auch für Impulskontrolle zuständig [7] und darüber hinaus das Areal, das sich am spätesten entwickelt [8]. In einer Folgestudie wurden nun die Kinder, die in den beiden Spielen die Rolle des Angebotemachers hatten, mittels Magnetresonanztomografie (MRT) untersucht. Die Kinder spielten wieder sowohl DS als auch US, allerdings nicht nur einmal, sondern jeweils gleich zwanzig Runden. Mit MRT-Messungen wurden dabei die Aktivierungsmuster im Gehirn, die beim Spiel der zwei Varianten auftraten, aufgezeichnet und miteinander verglichen.

Die Befunde ergaben, dass auch bei Kindern besonders der linke und rechte DLPFC beteiligt waren, wenn strategische Entscheidungen getroffen wurden (Abb. 3A). Interessant allerdings war, dass das Aktivierungsmuster des linken DLPFC signifikant mit dem Alter anstieg (Abb. 3B) und dieser Anstieg auch gleichzeitig mit der Fähigkeit zur Impulskontrolle einherging (Abb. 3C). Damit kristallisierte sich ein Entwicklungsmechanismus heraus, der sich aus der verzögerten Reifung der Areale, die für Impulskontrolle notwendig sind, konstituiert. Dies erklärt die altersbedingten Veränderungen im Sozialverhalten im Verlauf der Kindheit.

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Original 1508157105
Abb. 3: Funktionelle Aktivität und kortikale Dicke im linken dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC). Aktivierungsmuster im linken DLPFC zeigten einen starken Zusammenhang mit (A) strategischem Sozialverhalten, (B) Alter sowie (C) Fähigkeit zur Impulskontrolle. Des Weiteren zeigte sich: (D) Je strategischer die Kinder sich verhielten, desto dicker war die kortikale Beschaffenheit des linken DLPFC, unabhängig von altersbedingten Veränderungen.
Abb. 3: Funktionelle Aktivität und kortikale Dicke im linken dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC). Aktivierungsmuster im linken DLPFC zeigten einen starken Zusammenhang mit (A) strategischem Sozialverhalten, (B) Alter sowie (C) Fähigkeit zur Impulskontrolle. Des Weiteren zeigte sich: (D) Je strategischer die Kinder sich verhielten, desto dicker war die kortikale Beschaffenheit des linken DLPFC, unabhängig von altersbedingten Veränderungen.

Im Entwicklungsverlauf nimmt die jeweilige Dicke des Kortex ab [8] und bildet daher ein weiteres Maß für die Gehirnreifung. In der Analyse der kortikalen Dicke ergab sich allerdings erstaunlicherweise, dass unabhängig von altersbedingten Veränderungen ein Zusammenhang des linken DLPFC mit strategischem Verhalten zu finden war: Der linke DLPFK war umso dicker, je strategischer die Entscheidungen der Kinder ausfielen, egal, ob es die älteren oder jüngeren waren (Abb. 3D). Dies könnte entweder auf eine genetische Prädisposition des linken DLPFCK zurückzuführen sein, der sich wiederum in erhöhter sozialer Strategie niederschlägt, oder auf einen Trainingseffekt gesteigerten Sozialverhaltens auf die Gehirnstrukturen.

Diese Erkenntnisse fördern das Verständnis der Mechanismen, die der Entwicklung menschlichen Sozialverhaltens zugrunde liegen. Auch wenn Studien nahelegen, dass eine grundlegende Motivation, sich prosozial zu verhalten, schon im frühen Kindesalter vorliegt [9], gibt es auch noch bei Heranwachsenden gravierende Veränderungen im Sozialverhalten. Die Studienergebnisse belegen, dass die Fähigkeit der Impulskontrolle und die Funktionsweise entsprechender Hirnareale treibende Faktoren in der Entwicklung menschlichen Sozialverhaltens sind. Diese Erkenntnis ermöglicht es, mit gezielten Maßnahmen in der Kindheit die Grundsteine prosozialen Verhaltens zu legen.

Literaturhinweise

1.
Beneson, J.; Pascoe, J.; Radmore, N.;
Children’s altruistic behaviour in the dictator game
Evolution and Human Behaviour 28, 168–175 (2007)
2.
Murningham, J.; Saxon, M.
Ultimatum bargaining by children and adults
Journal of Economic Psychology 19, 415–445 (1998)
3.
Harbaugh, W.; Krause, K.; Liday, S.
Bargaining by children
University of Oregon Economics Department Working Paper. University of Oregon – Department of Economics; National Bureau of Economic Research (NBER) (2003)
4.
Steinbeis, N.; Bernhardt, B.; Singer, T.
Impulse control and underlying functions of the left DLPFC mediate age-related and age-independent individual differences in strategic social behavior
Neuron 73, 1040–1051 (2012)
5.
Sanfey, A.; Rilling, J.; Aronson, J.; Nystrom, L.; Cohen, J.
The neural basis of economic decision-making in the Ultimatum Game
Science 300, 1755–1758 (2003)
6.
Knoch, D.; Pascual-Leone, A.; Meyer, K.; Treyer, V.; Fehr, E.
Diminishing reciprocal fairness by disrupting the right prefrontal cortex
Science 314, 829–832 (2006)
7.
Miller, E.; Cohen, J.
An integrative theory of prefrontal cortex function
Annual Review of Neuroscience 24, 167–202 (2001)
8.
Gogtay, N.; Giedd, J.; Lusk, L., Hayashi, K.; Greenstein, D.; Vaituzis, A.; et al.
Dynamic mapping of human cortical development during childhood through early adulthood
Proceedings of the National Academy of Sciences USA 10, 8174–8179 (2004)
9.
Warneken, F.; Tomasello, M.
Altruistic helping in human infants and young chimpanzees
Science 311, 1301–1303 (2006)
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