Wie der Klimawandel das Gehirn prägt – von der frühen Entwicklung bis ins Erwachsenenalter

Der Klimawandel könnte das Gehirn schon vor der Geburt prägen. Bereits pränatale Expositionen gegenüber Hitze und Luftverschmutzung stehen mit Veränderungen der Hirnentwicklung in Zusammenhang. Darauf verwies Prof. Justyna Paprocka von der Medical University of Silesia (Polen) in ihrem Vortrag „The climate brain: a lifespan perspective on neurological disease“ auf dem EAN-Kongress 2026 in Genf.

von Dr. Lena Johannes

Die Entwicklung des menschlichen Gehirns beginnt früh in der Schwangerschaft und setzt sich bis in das dritte Lebensjahrzehnt fort. Besonders sensible Phasen sind die Neurogenese, die neuronale Migration sowie die Synaptogenese in den ersten beiden Lebensjahren. In diesen Zeitfenstern reagiert das Gehirn besonders empfindlich auf äußere Einflüsse.

Vor diesem Hintergrund gewinnt der Zeitraum der “First 1000 Days” zunehmend an Bedeutung. Die Zeit von der Empfängnis bis zum zweiten Geburtstag gilt als Phase mit besonders hoher Plastizität, gleichzeitig aber auch mit einer erhöhten Vulnerabilität gegenüber Umweltbelastungen.

Luftverschmutzung und Hitze hinterlassen Spuren im Gehirn

Den vorgestellten Daten zufolge sprechen mehrere Studien dafür, dass pränatale Exposition gegenüber Luftverschmutzung mit strukturellen und funktionellen Veränderungen des kindlichen Gehirns assoziiert ist. Diskutiert werden unter anderem plazentare Entzündungsprozesse, Neuroinflammation, oxidativer Stress sowie eine gestörte synaptische Entwicklung.

In Beobachtungsstudien wurde eine pränatale Exposition gegenüber Luftschadstoffen mit niedrigeren kognitiven und psychomotorischen Leistungen sowie einer verzögerten Sprachentwicklung im Kleinkindalter in Verbindung gebracht. Bildgebende Untersuchungen zeigten unter anderem Veränderungen des Hippocampus, des Corpus callosum, der Amygdala sowie eine Zunahme des Ventrikelvolumens. Mehrere Diffusions-Tensor-Bildgebungsstudien weisen zudem auf eine verminderte Integrität der weißen Substanz hin.

Auch für hohe Umgebungstemperaturen verdichtet sich die Evidenz. Neuere Untersuchungen deuten darauf hin, dass Hitzewellen mit Einschränkungen der Lern- und Gedächtnisleistung bei Kindern assoziiert sein können. Bereits eine kanadische Kohortenstudie aus dem Jahr 2016 hatte gezeigt, dass hohe Temperaturen während der Neuralrohrentwicklung mit einem erhöhten Risiko für Neuralrohrdefekte verbunden sind. Eine aktuelle französische Kohortenstudie mit mehr als 12.000 Mutter-Kind-Paaren identifizierte sowohl die pränatale als auch die frühe postnatale Hitzeexposition als Risikofaktoren für eine schlechtere Sprachentwicklung im Alter von zwei Jahren. Besonders ausgeprägt war der Zusammenhang nach Hitzeexposition in der frühen Säuglingszeit.

Auswirkungen reichen möglicherweise bis ins Erwachsenenalter

Laut Paprocka enden die Folgen früher Umweltbelastungen nicht mit der Kindheit. Vielmehr könnten sie die Stressregulation, die neurovaskuläre Empfindlichkeit, die kognitive Reserve sowie die emotionale Regulation langfristig beeinflussen. Dadurch könnte die Anfälligkeit für neurologische Symptome oder Erkrankungen im Erwachsenenalter zunehmen.

Als mögliche Mechanismen nannte sie insbesondere Neuroinflammation, oxidativen Stress, vaskuläre Schäden, Störungen der Synaptogenese, plazentare Dysfunktion sowie Veränderungen der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse.

Hinweise auf neurologische Erkrankungen im Kindesalter

Die möglichen Auswirkungen klimatischer Faktoren beschränken sich jedoch nicht auf langfristige Effekte im Erwachsenenalter. Bereits im Kindesalter zeigen sich Assoziationen mit neurologischen Erkrankungen und akuten Krankheitsverläufen. Mehrere Studien zeigen, dass extreme Hitze mit einem Anstieg epilepsiebedingter Krankenhauseinweisungen assoziiert ist. Extreme Kälte scheint zeitverzögert ebenfalls das Anfallsrisiko zu erhöhen. Zusätzlich könnten Luftverschmutzung und starke Temperaturschwankungen diesen Effekt verstärken.

Auch für Meningitis und Enzephalitis gibt es Hinweise auf einen Zusammenhang mit klimatischen Bedingungen. Höhere Temperaturen und stärkere Temperaturschwankungen wurden in mehreren Studien als potenzielle Risikofaktoren beider Krankheiten identifiziert, während für Meningitis Luftfeuchtigkeit und Windstärke sowie Niederschlag einen schützenden Effekt zeigen. Aufgrund unterschiedlicher geografischer Regionen und Studiendesigns nur eingeschränkt vergleichbar sind.

Weniger eindeutig ist die Datenlage bei Kopfschmerzen und Verhaltensauffälligkeiten. Einzelne Studien deuten zwar auf Zusammenhänge mit Hitze, Luftfeuchtigkeit oder Sonneneinstrahlung hin, die Ergebnisse sind jedoch bislang heterogen.

Evidenz noch begrenzt

Paprocka betonte, dass die verfügbare Evidenz weiterhin zahlreiche Limitationen aufweist. Die Studien unterscheiden sich erheblich hinsichtlich Populationen, Altersgruppen, Definition der Expositionen und Endpunkte, statistischer Auswertungen sowie der Nachbeobachtungsdauer. Hinzu kommen regionale Unterschiede bei Klima, Luftverschmutzung, sozioökonomischen Faktoren und genetischem Hintergrund.

Dennoch spricht die Gesamtheit der Daten dafür, klimabedingte Umweltfaktoren nicht mehr als isolierte Ereignisse zu betrachten, sondern als potenzielle lebenslange Modifikatoren der Gehirngesundheit. Die zentrale Frage sei daher nicht mehr, ob der Klimawandel Auswirkungen auf das Gehirn habe, sondern wie sich die Neurologie an diese neue Realität anpassen sollte, schloss Paprocka.