Wie falten sich Säuglingsgehirne? Die Vertiefung der Sulci steht im Zusammenhang mit der Entwicklung von Sulcus‑Breite, Dicke, Krümmung und Mikrostruktur

Wie Babygehirne ihre Falten bekommen

Von dem Moment an, in dem ein Baby geboren wird, formt sich sein Gehirn rasch um. Eine der auffälligsten Veränderungen ist, wie die zuvor glatte Oberfläche von tieferen und komplexeren Falten überzogen wird. Diese Falten sind nicht bloß Runzeln: Sie ermöglichen, mehr Gehirngewebe in den Schädel zu packen, und stehen in engem Zusammenhang damit, wie Denken, Sehen, Bewegen und soziale Fähigkeiten entstehen. Die Studie stellt eine einfache, aber grundlegende Frage: Wie vertiefen sich diese Falten im ersten Lebensjahr genau, und welche Veränderungen im Gehirngewebe begleiten diesen Prozess?

Die verborgene Landschaft im Inneren eines Säuglingsgehirns

Tiefe Rillen im Gehirn, Sulci genannt, trennen die erhöhten Kämme, die Gyri genannt werden. Viele Sulci sind schon vor der Geburt erkennbar, aber sie verändern sich nach der Geburt weiterhin stark. Die Forschenden nutzten sichere, nichtinvasive MRT‑Scans bei 43 termingerecht geborenen Säuglingen, von denen einige zwischen Geburt und 12 Monaten mehrmals gescannt wurden — insgesamt 79 Messungen. Im Fokus standen 15 lange, gut definierte Sulci, die über das Gehirn verteilt sind — Bereiche, die an Sehen, Tastsinn, Bewegung, Sprache und höherer Kognition beteiligt sind. Indem sie dieselben Rillen über die Zeit verfolgten, konnten sie messen, wie sich deren Form und das zugrundeliegende Gewebe im ersten Jahr veränderten.

Frühe Falten vs. späte Falten

Nicht alle Gehirnfalten folgen dem gleichen Zeitplan. Einige Sulci entstehen früh in der Schwangerschaft, andere erscheinen später. Das Team fand ein auffälliges Muster: Sulci, die früher im Mutterleib entstehen, sind bei der Geburt bereits tiefer, zeigen danach jedoch vergleichsweise wenig Veränderung. Sulci, die später auftauchen, sind bei Neugeborenen dagegen recht flach, vertiefen sich aber im ersten Jahr schnell. Insgesamt nahm die mittlere Sulcus‑Tiefe um etwa 21 Prozent zu, besonders in den ersten sechs Monaten. Das legt nahe, dass der Zeitplan der Faltung früh festgelegt ist, verschiedene Sulci aber nach der Geburt zu unterschiedlichen Zeiten ihre „Wachstumsphasen“ durchlaufen.

Wächst breiter, dicker und weniger gekrümmt

Die Studie maß nicht nur die Tiefe. Die Forschenden betrachteten auch, wie breit jede Rille ist (ihre Spannweite), wie dick der umgebende Kortex ist, wie stark er gekrümmt ist und wie dicht das Gewebe im Inneren wird. Im Verlauf des ersten Jahres weiteten sich die Sulci um etwa 42 Prozent, und der Kortex um sie herum verdickte sich um etwa 21 Prozent. Gleichzeitig wurden die Falten weniger stark gekrümmt — offener und weniger eingeengt. Diese Veränderungen spiegeln jedoch nicht einfach nur wider, wann ein Sulcus während der Schwangerschaft erstmals erschien. Vielmehr veränderten sich Sulci, die bei der Geburt bereits dick waren, weniger, während dünnere stärker an Dicke zunahmen und ihrem eigenen Tempo folgten.

Im Gewebe: Bau dichterer Hirnsubstanz

Mithilfe einer speziellen MRT‑Größe namens R1, die widerspiegelt, wie dicht und myelinreich das Gehirngewebe ist, zeigten die Forschenden, dass die graue Substanz innerhalb der Sulci im ersten Jahr um etwa ein Drittel dichter wird. Dieses mikrostrukturelle Wachstum folgte ebenfalls keinem einzigen globalen Muster: Verschiedene Sulci zeigten unterschiedliche Raten der Gewebeveränderung. Kombinierten die Wissenschaftler alle Messgrößen — Spannweite, Dicke, Krümmung und Gewebedichte —, dann ließ sich die Tiefe als gewichtete Mischung dieser Faktoren vorhersagen, wobei die genaue „Rezeptur“ von Sulcus zu Sulcus variierte. Anders gesagt: Es gibt keinen einzelnen „Regler“, der die Faltung steuert; stattdessen wirken mehrere physikalische und biologische Prozesse zusammen.

Hineingezoomt: Warum die tiefsten Punkte am wichtigsten sind

Innerhalb jedes Sulcus stach die tiefste Linie in der Mitte — das Fundus — hervor. Lokale Analysen zeigten, dass tiefere Punkte entlang eines Sulcus tendenziell schärfere Krümmung, dichteres Gewebe und leicht dünneren Kortex als die umgebenden Wände aufweisen. Diese subtilen Unterschiede deuten darauf hin, dass Fundi besondere Zonen sein könnten, in denen Gewebeveränderung, mechanische Kräfte und künftige Gehirnfunktionen zusammenlaufen. Frühere Arbeiten haben solche tiefen Regionen mit Schlüsselkompetenzen verknüpft, etwa Handbewegungen, Sprache sowie Gesichts‑ oder Ortswahrnehmung, was die Möglichkeit nahelegt, dass die physische Ausbildung dieser Falten hilft, die Anordnung mentaler Funktionen zu organisieren.

Was das für die frühe Gehirngesundheit bedeutet

Für Nichtfachleute ist die Hauptaussage, dass die Faltung des Säuglingsgehirns zugleich geordnet und vielfältig ist. Einige Sulci reifen früh und verändern sich wenig; andere formen sich im ersten Jahr weiterhin. Die Tiefe steht in engem Zusammenhang damit, wie breit die Falten sind, wie dick und gekrümmt der Kortex ist und wie dicht sein Gewebe gepackt ist. Durch das detaillierte Kartieren dieser normalen Verläufe liefert die Arbeit eine Referenz für gesunde Gehirnentwicklung. Da ungewöhnliche Muster der Sulcus‑Tiefe mit Erkrankungen wie Autismus, Down‑Syndrom und Depression verknüpft wurden, könnten solche Referenzwerte Ärzten helfen, frühe Abweichungen zu erkennen und zu verstehen, wie die physische Architektur des Säuglingsgehirns das Entstehen von Denken, Wahrnehmung und Verhalten unterstützt.

Zitation: Tung, S.S., Yan, X., Fascendini, B. et al. How do infant brains fold? Sulcal deepening is linked to development of sulcal span, thickness, curvature, and microstructure. Commun Biol 9, 258 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09536-8

Schlüsselwörter: Gehirnentwicklung bei Säuglingen, kortikale Faltung, Sulcus‑Tiefe, Hirn‑MRT, neuroentwicklungsbedingte Störungen