Kinder wachsen heute in einer Welt auf, die zunehmend von digitalen Medien (DM) beherrscht wird - von Smartphones und Tablets bis hin zu Videospielen und sozialen Netzwerken. Ein durchschnittliches amerikanisches Kind verbringt heute fast 5 Stunden pro Tag mit diesen Technologien, zusätzlich zu den Schularbeiten und den Hausaufgaben am Bildschirm. Dieser rasche Anstieg der DM-Nutzung hat verständlicherweise Bedenken hinsichtlich der möglichen Auswirkungen auf die sich entwickelnden Gehirne junger Menschen geweckt.

Ein Forscherteam unter der Leitung von Samson Nivins vom Karolinska Institutet in Schweden hat versucht, Licht in diese drängende Frage zu bringen. In einer bahnbrechenden Längsschnittstudie, die in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht wurde, untersuchten sie, wie sich verschiedene Arten der DM-Nutzung - einschließlich sozialer Medien, Videospiele und Fernsehen/Videokonsum - über einen Zeitraum von vier Jahren auf die strukturelle Entwicklung wichtiger Gehirnregionen bei Kindern auswirken.

"Der allgemeine Begriff 'digitale Medien' umfasst ein breites Spektrum von Aktivitäten, von denen jede die Entwicklung des Gehirns auf unterschiedliche Weise beeinflussen könnte", erklärt Nivins. "Daher war es für uns wichtig, diese Elemente einzeln zu betrachten, anstatt sie einfach in einen Topf zu werfen.

Die Forscher entnahmen ihre Daten der Adolescent Brain Cognitive Development (ABCD)-Studie, einem groß angelegten Langzeitprojekt, bei dem mehr als 11 000 Kinder in den Vereinigten Staaten vom Alter von 9 bis 10 Jahren bis zur Pubertät beobachtet wurden. In jährlichen Abständen berichteten die Kinder über ihren geschätzten täglichen Gebrauch von verschiedenen DM-Aktivitäten. Alle zwei Jahre wurden sie außerdem einer Magnetresonanztomographie (MRT) unterzogen, um die Veränderungen in ihrer Gehirnstruktur im Laufe der Zeit zu verfolgen.

Nivins und seine Kollegen konzentrierten ihre Analyse auf drei wichtige Hirnregionen: die Großhirnrinde, das Striatum und das Kleinhirn. Der Kortex, der die äußere Schicht des Gehirns bildet, spielt bekanntermaßen eine entscheidende Rolle bei höheren kognitiven Funktionen wie der Intelligenz. Das Striatum ist an der motorischen Kontrolle, dem Lernen und der Belohnungsverarbeitung beteiligt. Und das Kleinhirn, das traditionell mit der Bewegungskoordination in Verbindung gebracht wird, wurde in jüngerer Zeit mit einer Reihe von kognitiven und emotionalen Prozessen in Verbindung gebracht.

Überraschenderweise stellten die Forscher fest, dass die Gesamtnutzung digitaler Medien die Entwicklungskurven des Kortex oder des Striatums nicht signifikant veränderte. "Ursprünglich hatten wir angenommen, dass bestimmte Arten digitaler Medien wie Videospiele mit einer Vergrößerung der kortikalen Oberfläche einhergehen könnten, die mit Intelligenz in Verbindung gebracht wird", sagt Nivins. "Aber das war nicht der Fall."

Allerdings beobachtete das Team einige faszinierende Muster, was das Kleinhirn betraf. Kinder, die mehr Zeit mit der Nutzung sozialer Medien verbrachten, zeigten über den Zeitraum von vier Jahren eine leichte Abnahme des Kleinhirnvolumens, wobei sich der Entwicklungstrend später in der Pubertät beschleunigte. Im Gegensatz dazu wiesen diejenigen, die mehr Zeit mit Videospielen verbrachten, während dieses kritischen Zeitfensters der Hirnreifung eine kleine, aber statistisch signifikante Zunahme des Kleinhirnvolumens auf.

"Das Kleinhirn ist eine Hirnregion, die besonders empfindlich auf Umwelteinflüsse reagiert, und zwar sowohl während der pränatalen Phase als auch in der Kindheit und Jugend", erklärt Nivins. "Es macht also Sinn, dass wir dort Auswirkungen sehen, auch wenn die Gesamteffekte recht klein sind.

Diese Ergebnisse werfen interessante Fragen zu den möglichen Mechanismen auf, die den beobachteten Zusammenhängen zugrunde liegen. Eine Möglichkeit ist, dass die ständigen Ablenkungen und der häufige Aufgabenwechsel, die mit der Nutzung sozialer Medien einhergehen, die natürlichen Beschneidungs- und Myelinisierungsprozesse im Kleinhirn während dieser Entwicklungsphase stören könnten. Umgekehrt könnte die konzentriertere, zielgerichtete Art des Videospiels eine kognitive Stimulation bieten, die das Wachstum des Kleinhirns unterstützt.

"Natürlich sind dies derzeit nur Hypothesen", gibt Nivins zu bedenken. "Wir brauchen wirklich mehr Forschung, insbesondere Längsschnittstudien mit noch längeren Nachbeobachtungszeiträumen, um die langfristigen Auswirkungen dieser Trends vollständig zu verstehen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die klinische Relevanz der in dieser Studie beobachteten Effektgrößen. Die Forscher fanden zwar statistisch signifikante Zusammenhänge zwischen dem Konsum von DM und der Entwicklung des Kleinhirns, aber die tatsächliche Größenordnung dieser Effekte war recht gering - eine jährliche Veränderung von nur 0,05, was das Team angesichts des Potenzials für eine Akkumulation im Laufe der Zeit als "bedeutsam" erachtete.

"Im Bereich der Psychologie und der Neurowissenschaften gibt es eine ständige Debatte darüber, was eine wirklich aussagekräftige Effektgröße ist", erklärt Nivins. "Die von Cohen vorgeschlagenen traditionellen Maßstäbe werden oft als willkürlich kritisiert, und es wird zunehmend anerkannt, dass Effektgrößen im Kontext betrachtet werden müssen.

So kann beispielsweise selbst eine geringe Auswirkung auf etwas wie die Aufmerksamkeit erhebliche Folgen in der Praxis haben, wenn sie sich auf die schulischen Leistungen oder das soziale Verhalten eines Kindes im Laufe seiner Entwicklung auswirkt. Umgekehrt kann eine Auswirkung, die im Moment recht groß erscheint, letztendlich durch Gewöhnung oder kompensatorische Mechanismen abgeschwächt werden.

"Bei der Verwendung von DM handelt es sich um ein Verhalten, das in der modernen Kindheit zunehmend allgegenwärtig ist", so Nivins. "Selbst kleine Auswirkungen auf das Gehirn könnten sich also akkumulieren und zu bedeutenden Unterschieden auf individueller Ebene führen.

Die Forscher fanden auch heraus, dass der sozioökonomische Status (SES) eine wichtige Rolle bei der Gehirnentwicklung spielt, da Kinder aus sozial schwächeren Familien im Vergleich zu Gleichaltrigen aus sozial schwächeren Familien eine kleinere kortikale Oberfläche und ein kleineres Kleinhirnvolumen aufweisen. Dies steht im Einklang mit einer wachsenden Zahl von Forschungsergebnissen, die den tiefgreifenden Einfluss von Umweltfaktoren, einschließlich des Familieneinkommens und der Qualität der Wohngegend, auf die strukturelle und funktionelle Reifung des Gehirns belegen.

Interessanterweise konnte das Team keine signifikanten Wechselwirkungen zwischen SES, DM-Nutzung und Gehirnentwicklung feststellen. Dies deutet darauf hin, dass die Auswirkungen digitaler Medien über sozioökonomische Grenzen hinweg konsistent waren und nicht durch den breiteren Umweltkontext eines Kindes verstärkt oder abgeschwächt wurden.

Ebenso fanden die Forscher keine geschlechtsspezifischen Unterschiede in den Beziehungen zwischen DM-Nutzung und Gehirnstruktur. "Dies war etwas überraschend, da wir wissen, dass Jungen und Mädchen oft auf ganz unterschiedliche Weise mit digitalen Medien umgehen", sagt Nivins. "Aber es scheint, dass die zugrundeliegenden neuronalen Mechanismen ähnlich sind, zumindest wenn es um die spezifischen Gehirnregionen geht, die wir untersucht haben".

Eine Einschränkung der Studie besteht darin, dass sie sich auf die von den Kindern selbst gemachten Angaben zur DM-Nutzung stützt. Frühere Untersuchungen haben zwar gezeigt, dass Jugendliche einigermaßen zuverlässige Schätzungen ihrer eigenen Bildschirmzeit abgeben können, aber es besteht immer die Möglichkeit von Erinnerungsfehlern oder Ungenauigkeiten. Die Forscher stellen fest, dass die von den Eltern angegebene Bildschirmzeit durchweg niedriger war als die von den Kindern angegebene, was die Schwierigkeiten bei der Ermittlung präziser Verhaltensmessungen verdeutlicht.

Darüber hinaus erfassten die in der ABCD-Studie verwendeten Umfragefragen bestimmte Nuancen nicht, wie z. B. den Zeitpunkt der DM-Nutzung (z. B. tagsüber oder nachts) oder die spezifischen Genres der gespielten Videospiele. Diese Faktoren könnten die Entwicklung des Gehirns möglicherweise auf unterschiedliche Weise beeinflussen.

"Wir waren auch nicht in der Lage, die potenziellen interaktiven Auswirkungen der gleichzeitigen Nutzung mehrerer digitaler Medien zu untersuchen", betont Nivins. "In der realen Welt haben Kinder oft Smartphones, Tablets und Spielkonsolen, die alle gleichzeitig um ihre Aufmerksamkeit konkurrieren. Diese komplexen Nutzungsmuster zu entwirren, ist ein wichtiger Bereich für die künftige Forschung".

Trotz dieser Einschränkungen verleihen das Längsschnittdesign der Studie und die große, vielfältige Stichprobe ihren Ergebnissen erhebliches Gewicht. Und die Forscher hoffen, dass ihre Arbeit dazu beitragen wird, weitere Untersuchungen in diesem sich rasch entwickelnden Bereich der Entwicklung von Kindern und Jugendlichen anzuregen.

"Es ist klar, dass die digitalen Medien heute ein fester Bestandteil des Lebens der meisten jungen Menschen sind, im Guten wie im Schlechten", sagt Nivins. "Als Wissenschaftler haben wir die Verantwortung zu verstehen, wie diese Technologien die Gehirne und kognitiven Fähigkeiten der nächsten Generation formen. Nur dann können wir Eltern, Pädagogen und politischen Entscheidungsträgern die evidenzbasierte Anleitung geben, die sie brauchen, um sicherzustellen, dass Kinder das Beste aus der digitalen Welt herausholen und gleichzeitig die Risiken minimieren."

Letztlich ist die Geschichte der digitalen Medien und der Gehirnentwicklung eine komplexe Geschichte, auf die es keine einfachen Antworten gibt. Aber Studien wie diese sind ein entscheidender Schritt, um diese Komplexität zu entschlüsseln - und einen Weg in die Zukunft zu finden, der das Wohlergehen der Jugend von heute schützt.