Der von Toby Mcdonald geschriebene, produzierte und inszenierte Film In the Womb des National Geographic Channel aus dem Jahr 2005 nutzt die neueste Technologie, um einen komplexen Einblick in die vorgeburtliche Welt zu geben. Die verwendeten Technologien, zu denen fortschrittliche Fotografie, Computergrafik und 4-D-Ultraschall gehören, tragen dazu bei, den Entwicklungsprozess realistisch darzustellen und Fragen über die selten zu sehende Entwicklung eines menschlichen Wesens zu beantworten. Die folgende Beschreibung der Bilder und der Erzählung des Films fasst die wichtigsten Punkte von In the Womb und der embryonalen und fötalen Entwicklung zusammen, wie sie zu Beginn des einundzwanzigsten Jahrhunderts in nur 100 Minuten dargestellt werden.
In the Womb beginnt mit einem Blick auf den reifen Fötus kurz bevor er bereit ist, in die Außenwelt zu treten. Der Erzähler erklärt, dass der Fötus in diesem letzten Stadium mit allen Fähigkeiten ausgestattet ist, die er für seine volle Funktionsfähigkeit außerhalb des Mutterleibs benötigt. Das Hauptaugenmerk des Films liegt jedoch auf der Reise, die zu diesen letzten Momenten führt, eine Reise, die mit einer einzigen Zelle beginnt. Diese Reise wird im Laufe des Films mit Hilfe von 3-D- und 4-D-Ultraschalltechniken, die das Baby in Bewegung zeigen, immer wieder gezeigt. 4-D bezieht sich auf eine Reihe von 3-D-Bildern, die in Echtzeit aufgenommen werden (die Zeit ist die vierte Dimension), so dass ein Film über die Ereignisse im Mutterleib entsteht. Darüber hinaus wird der Prozess mit Hilfe von Computerbildern simuliert, die auf Beobachtungen beruhen und die embryonale und fötale Entwicklung anschaulich darstellen.
Die Entwicklungsgeschichte beginnt mit Millionen von schwimmenden Spermien und einer Erklärung ihrer einzigartigen Aufgabe – dem Transport der genetischen Information des Vaters zum Zeitpunkt der Empfängnis. Die Spermien werden in den Hoden eines Mannes produziert, und ihre Qualität hängt von seinen Lebensgewohnheiten ab; sie werden durch den Konsum verschiedener Drogen und durch Hitze geschädigt und durch den Konsum von Kaffee stimuliert. Ein einzelnes Spermium wird dabei gefilmt, wie es durch eine schwarze Landschaft schwimmt, die die schnellen und komplizierten Bewegungen seines Schwanzes hervorhebt. Die Flexibilität des Schwanzes ermöglicht es dem Spermium, sich etwa einen Zehntel Zoll pro Minute vorwärts zu bewegen. Millionen von Spermien werden gefilmt, wie sie in der Vagina auftauchen, viele von ihnen liegen tot auf der Seite, während die große Menge in der Mitte auf die Gebärmutter, die Eileiter und das Ei zu schwimmt, das wie eine mondähnliche Kugel aussieht, die sich inmitten ihrer Schutzmittel befindet. Dieses Ei ist wie alle anderen während der Zeit der Mutter im Mutterleib entstanden und hat sich seitdem in ihrem Körper befunden.
Der Film suggeriert, dass die Spermien, um das Ei zu finden, es mit ihrem bildlichen Geruchssinn „erschnüffeln“. Eine grafische Simulation zeigt, wie sich die Spermien auf das wartende Ei zubewegen und eines von ihnen die äußere Schicht durchdringt. Das Gesamtbild, bei dem die restlichen Spermien nach der Befruchtung dauerhaft ausgeschlossen werden, wird gefilmt. Es folgt eine weitere grafische Simulation, die die Verschmelzung des väterlichen und mütterlichen Erbguts im Moment der Befruchtung zeigt. Der Erzähler weist darauf hin, dass diese besondere genetische Kombination noch nie zuvor existiert hat und auch nie in einem anderen menschlichen Wesen dupliziert werden wird.
Die DNA, die Trägerin der genetischen Information des Organismus und in den Chromosomen gebündelt, wird als lange, energiegeladene Helix dargestellt, die die mehr als 20 000 Gene trägt, die einen durchschnittlichen Menschen ausmachen. Diese Gene sind für verschiedene Eigenschaften verantwortlich und werden durch die elterlichen Beiträge bestimmt. Sie sind absolut entscheidend für die Entwicklung neuen Lebens. Die verschiedenen physischen Auswirkungen der genetischen Informationen zeigen sich in den unterschiedlichen Formen von Augen, Nasen, Haaren und anderen Merkmalen. Die große Variabilität der genetischen Auswirkungen auf das Erscheinungsbild wird durch das Morphen eines Gesichts veranschaulicht, das eine Vielzahl von männlichen und weiblichen Merkmalen aufweist. Die von den Eltern beigesteuerten Gene bestimmen weitgehend das Aussehen des Kindes und einen großen Teil seiner Persönlichkeit und seiner Veranlagung für bestimmte Krankheiten.
Nach der Darstellung und Erklärung der Befruchtung wird der Weg der befruchteten Eizelle zur Gebärmutter beschrieben und mit Filmmaterial unterlegt. Während es am ersten Tag seiner Reise durch den Eileiter segelt, teilt sich die einzelne Zelle in zwei identische Zellen. Die Zellteilung setzt sich fort, und am fünften Tag besteht das entstehende Zellknäuel aus etwa 100 Zellen und wird Blastozyste genannt. In diesem Stadium teilt sich die Blastozyste in zwei Zellgruppen: Die äußere Schicht bereitet sich darauf vor, die Plazenta, die Nabelschnur und die fetalen Membranen zu bilden, und die innere Schicht bereitet sich darauf vor, der Embryo selbst zu werden. Die Zellen, aus denen der innere Teil der Blastula besteht, sind Stammzellen und haben die Fähigkeit, sich in alle verschiedenen Zelltypen zu differenzieren, aus denen der menschliche Körper besteht. Eine Woche nach der Befruchtung erreicht die Blastula die Gebärmutter, wo sie beginnt, sich zu einem neuen Menschen zu entwickeln.
Drei Wochen nach der Befruchtung simuliert „In the Womb“, wie sich der Embryo nach innen faltet und ausdehnt, während der grundlegende Körperplan festgelegt wird. Es wird ein echter Embryo in diesem Stadium gezeigt, bei dem ein Grundgerüst der Wirbelsäule zu erkennen ist. Der obere Teil des Embryos, aus dem sich der Kopf und das Gehirn entwickeln werden, ist angedeutet; dieser Bereich hat am fünfzehnten Tag der Schwangerschaft bereits begonnen, Nervenzellen zu bilden. Diese Nervenzellen vermehren sich und bilden schließlich das Gehirn und das zentrale Nervensystem. Bald darauf bildet sich das Herz, und zweiundzwanzig Tage nach der Empfängnis beginnt es zu schlagen. Diese Bewegung wird von einer einzelnen Herzzelle ausgelöst, die zu schlagen beginnt und die Zellen in ihrer Umgebung dazu anregt, im gleichen Rhythmus zu schlagen. Die Nahaufnahme zeigt diesen Pulsschlag, während sich die Herzzellen vermehren und das Organ sich weiter bildet. Mit der Bildung des Herzens entstehen dünne Venen und erste Blutzellen, die für den Transport von Sauerstoff und Nährstoffen zuständig sind; das Blut in diesen Venen bewegt sich im Rhythmus des Herzschlags. In den frühen Entwicklungsstadien schlägt das Herz relativ unabhängig, obwohl seine Funktion später sorgfältig vom Gehirn reguliert wird.
Wenn der Embryo vier Wochen alt ist, sind erste Augen auf seinem Kopf erschienen. Diese sehen aus wie dunkle Flecken auf einer blassen Landschaft aus umgebendem Gewebe, auf der die ersten Konturen von Stirn, Nase, Mund und anderen Teilen des reifen Gesichts zu sehen sind. Darüber hinaus bilden sich Arm- und Beinknospen. Der Erzähler erwähnt, dass der Embryo, obwohl dreißig Tage seit der Empfängnis vergangen sind, kaum von den Embryonen anderer Säugetiere zu unterscheiden ist.
Die morphologischen Veränderungen, die der Embryo in den folgenden Wochen durchläuft, werden in einer Filmsequenz gezeigt. Die Gesichtsplatten bewegen sich nach innen, um die Gesichtszüge besser zu definieren, Arme und Beine nehmen weiter Form an, und der Kopf wird deutlicher definiert. In der sechsten Woche ist der Embryo etwa einen Zentimeter lang, hat eine fest verwurzelte und sichtbare Nabelschnur, und auch die Umrisse der Finger sind zu erkennen. Die Augen haben sich sprunghaft entwickelt, obwohl sie noch nicht von Augenlidern verdeckt sind. Die Nasenlöcher sind jetzt sichtbar und befinden sich weit unterhalb der Augen auf einem im Verhältnis zur Körpergröße riesigen Kopf. Am Ende der achten Schwangerschaftswoche wird der Embryo als Fötus bezeichnet und ist nicht mehr auf den Dottersack angewiesen, der ihn während der Embryonalentwicklung ernährte. Der Dottersack, eine ballonartige Gewebestruktur mit sichtbaren Adern, verschwindet zu diesem Zeitpunkt, und der Fötus ist nur noch von der Nabelschnur, die in der Plazenta verwurzelt ist, und damit vom Blut der Mutter abhängig. Bei näherer Betrachtung der Plazenta lassen sich verschlungene Blutgefäße erkennen, die die für das Wachstum des Embryos notwendigen Nährstoffe transportieren und gleichzeitig viele der im Blut der Mutter vorhandenen Giftstoffe fernhalten. Trotz der Wirksamkeit der Plazenta können Substanzen wie Drogen und Alkohol nicht vollständig herausgefiltert werden, und es liegt an der Mutter, ihren Konsum zu begrenzen.
In der neunten Woche hat sich das Nervensystem stark entwickelt und der Fötus beginnt, sich zu bewegen. Obwohl diese Bewegung, die durch Computersimulationen gezeigt wird, noch nicht mit dem Gehirn verbunden ist, fördert sie die Beweglichkeit und das weitere Wachstum. Danach wird der Körper allmählich unter die Kontrolle des Gehirns gestellt. Diese Veränderung hat auch den Effekt, dass die Herzfrequenz reguliert wird, die vor der zerebralen Regulierung auf mehr als 150 Schläge pro Minute ansteigen kann.
Ein Standard-Ultraschall wird in der Create Health Clinic in London am Ende des ersten Trimesters durchgeführt, und der Sprecher erklärt, wie die Ultraschallwellen funktionieren, um das Bild auf dem Bildschirm zu erzeugen. Während ein Arzt die verschiedenen Tests erklärt, die in diesem Stadium der Schwangerschaft mit Hilfe von Ultraschall durchgeführt werden können, kann man in dem bewegten Bild sehen, wie sich das Herz des Babys zusammenzieht und ausdehnt. Ein Schritt über den Standard-Ultraschall hinaus ist der 4-D-Scan, der die dreidimensionale Bewegung des Fötus in Echtzeit zeigt. Dieses Instrument ermöglicht eine noch genauere Beurteilung der Gesundheit und Entwicklung des Fötus. Es zeigt alles, von der Armbewegung des Fötus bis zum Gähnen oder Spielen mit der Nase. Vierdimensionale Scans von verschiedenen Babys in unterschiedlichen Entwicklungsstadien erweitern die Menge an Details, die für die Welt außerhalb des Mutterleibs sichtbar sind. Der Erzähler weist auch darauf hin, dass diese erste Ultraschalluntersuchung die erste Gelegenheit ist, die Anzahl der im Mutterleib vorhandenen Föten festzustellen.
Vierdimensionale Scans ermöglichen es uns auch, die ersten Schritte eines Babys zu sehen, die buchstäblich die ersten Schritte sind. Diese zeigen sich in Aufnahmen von elf und zwölf Wochen alten Föten, die sich an den Wänden der Gebärmutter abstoßen, während sie den Gebrauch ihrer Gliedmaßen üben. Diese Bewegung wird als Schrittreflex bezeichnet und wird vom Nervensystem des Fötus gesteuert. Die fünf Wochen vor diesem Zeitpunkt, die Wochen sechs bis elf, gelten als die Zeit, in der der Fötus die dramatischsten Veränderungen in seiner Entwicklung durchmacht. Am Ende der elften Woche haben sich alle Organe gebildet, aber der Fötus ist immer noch winzig – etwa drei Zentimeter lang – und muss daher noch erheblich wachsen, bevor er lebensfähig ist. Zu diesem Zeitpunkt ist auch das Geschlecht festgelegt, und die Geschlechtsorgane produzieren Hormone, die die sexuelle Entwicklung des Fötus weiter regulieren. Danach ist eine Fehlgeburt weitaus unwahrscheinlicher als in den ersten drei Monaten der Schwangerschaft, da der Fötus stabiler ist.
Mit der Zeit sieht der Fötus immer menschlicher aus, und seine Sinne schärfen sich weiter. Die Simulation zeigt hochentwickelte Hände und die Verhärtung (Verknöcherung) der Knochen unter der halbtransparenten Haut. Auch das Gesicht sieht weitaus „menschlicher“ aus, da die Augen nun enger beieinander liegen und Nase und Mund besser ausgeprägt sind. Zu diesem Zeitpunkt steuert das Gehirn den größten Teil des Körpers – einschließlich des Herzens – über das zentrale Nervensystem. Mit einer Dopplersonde kann man nicht nur das Herz sehen, sondern auch hören, wie sich das Herz des Fötus anhört. Es schlägt mit rasanten 146 Schlägen pro Minute, was nach Angaben des Arztes ein gesundes Tempo für einen Fötus in diesem Alter ist. Mit vier Monaten hat das Kind nicht nur die Kontrolle über seinen Herzschlag, sondern beginnt auch, auf körperliche Reize zu reagieren und sich viel zu bewegen. Sie hat auch begonnen, Propriozeption zu entwickeln, d. h. das Bewusstsein für die Position des Körpers in seiner Umgebung. Es wird gezeigt, wie es die Seiten des Mutterleibs ertastet und nach verschiedenen Teilen seines Körpers greift. Vierdimensionale Bilder von Zwillingen zeigen auch, wie interaktiv sie miteinander sind; eineiige Zwillinge interagieren jedoch viel mehr als zweieiige Zwillinge, die durch eine Membran getrennt sind. Diese Membran ist auch mit diesem detaillierteren Scan-Tool sichtbar.
Achtzehn Wochen nach der Empfängnis sind die Bewegungen des Fötus für die Mutter leicht erkennbar. Außerdem beginnt der Fötus mit der Verdauung des Fruchtwassers, da sich sein Verdauungssystem auf die Außenwelt vorbereitet. Eine weitere Vorbereitung wird durch 4-D-Scans sichtbar, bei denen der Fötus den Blinzelreflex üben kann. Bald wird er sogar seine eigenen Fingerabdrücke haben. Am Ende des zweiten Trimesters ist der Fötus vollständig ausgebildet, muss aber noch ein dramatisches Wachstum erleben und seine Sinne entwickeln. Im Film heißt es, dass es in dieser Phase beginnt, die Aromen der Nahrung seiner Mutter zu schmecken und die Geräusche zu hören, die seinen Kokon umgeben, einschließlich des Tons und der Kadenz der Stimme seiner Mutter. Die Gewöhnung an die verschiedenen Sinnesgewohnheiten der Mutter kann sich sogar als förderlich für eine gesündere Entwicklung des Babys erweisen, sobald es geboren ist.
In the Womb stellt außerdem fest, dass Ultraschalluntersuchungen nicht nur eine vorläufige Grundlage für die Diagnose von Komplikationen bieten, sondern auch die Entwicklung einer elterlichen Bindung zu dem noch ungeborenen Kind fördern. Man geht davon aus, dass Ultraschalluntersuchungen die Beziehung des Kindes zu seinen Eltern sowohl im Säuglingsalter als auch im späteren Leben verbessern. In der vierundzwanzigsten Woche könnte diese Beziehung verfrüht beginnen, denn zu diesem Zeitpunkt könnte ein Baby außerhalb des Mutterleibs überleben; obwohl es noch klein und unterentwickelt ist, könnte es bei entsprechender intensiver Pflege als lebensfähig gelten. Die größten Komplikationen können durch die verfrühte Lunge entstehen, da sich die Lunge erst gegen Ende der Schwangerschaft voll entwickelt und bis zum Beginn der Atmung mit Fruchtwasser gefüllt ist.
Die Augen, die seit der Mitte der Schwangerschaft voll entwickelt sind, können noch nicht sehen, sind aber bis zur fünfundzwanzigsten Woche mit Wimpern geschmückt. Babys werden in der Regel mit helleren Augen geboren, als sie später haben werden; Babys kaukasischer Abstammung werden oft mit blauen Augen geboren, während Babys asiatischer oder afrikanischer Abstammung zunächst dunklere braune Augen haben. Diese Farben verändern oder vertiefen sich oft in den ersten Lebensmonaten, wenn die Pigmente in den Augen dem Licht ausgesetzt werden, das im Mutterleib nicht vorhanden ist. In der Dunkelheit des Mutterleibs verbringen die Babys im letzten Trimester die meiste Zeit damit, fest zu schlafen. Wenn sie jedoch wach sind, sind Föten oft aktiv und üben ihre Reflexe als Reaktion auf Reize von außerhalb des Mutterleibs. Dazu gehören der Schreckreflex, bei dem der Fötus die Arme über den Kopf streckt, und der Schluck- und Saugvorgang, der für die Ernährung außerhalb des Mutterleibs entscheidend ist. Letzteres kann sich im Daumenlutschen manifestieren, von dem man annimmt, dass es im Laufe des Lebens stark mit der Händigkeit korreliert.
Die Plazenta leitet nicht nur Sauerstoff, Nährstoffe und Geschmacksstoffe zum Fötus, sondern kann auch die Stimmung der Mutter beeinflussen. Die Angst oder Unruhe, die eine Mutter empfindet, wirkt sich kaskadenartig aus und lässt schließlich auch das Herz des Babys schneller schlagen. Es hat sich gezeigt, dass ernsthafter und anhaltender Stress oder Angst zu Stress beim Kind und einem höheren Risiko für stressbedingte körperliche und geistige Gesundheitskomplikationen führt. Nach der sechsundzwanzigsten Woche konzentriert sich der Fötus fast ausschließlich auf sein Wachstum; trotzdem können schon vor der Geburt ernsthafte Probleme auftreten. In the Womb zeigt Dr. Kypros Nicolaides vom King’s College Hospital in London, wie er einen Fötus, dessen Eingeweide das Lungenwachstum behindern, diagnostiziert und im Mutterleib operiert. Er führt diese heikle Operation mit Hilfe eines Fetuskops durch, mit dem er in den Mutterleib hineinsehen kann und das auch als Werkzeug bei der Operation selbst verwendet wird. Nicolaides‘ Technik zur Behandlung dieser besonderen Störung hat die Überlebensrate seiner pränatalen Patienten um 50 % erhöht.
In den letzten beiden Monaten der Schwangerschaft werden die letzten Schritte zu einer gesunden Geburt unternommen. Während dieser Zeit entwickelt der Fötus eine isolierende Fettschicht und es wurde sogar festgestellt, dass er Bewusstsein und Gedächtnis entwickelt. Der Fötus kann sich an vertraute Geräusche wie die Stimme der Mutter oder sogar die Lieblingsmusik der Eltern erinnern und darauf reagieren. Wenn der Fötus die Musik erkennt, kann er sich sogar im Rhythmus bewegen. Es hat sich gezeigt, dass schnelle Musik den Fötus stimuliert und erregt, so dass er im Mutterleib fast zu tanzen scheint, während klassische Musik oft eine beruhigende Wirkung hat. Die Entwicklung all dieser komplexen Funktionen vor der Geburt hat einige Experten auch zu der Annahme veranlasst, dass die Geburt entwicklungsmäßig nicht so bedeutsam ist, wie bisher angenommen. Denn das Gehirn eines heranreifenden Fötus ist fast identisch mit dem eines Neugeborenen. Diese Ähnlichkeit ist besonders auffällig, wenn man bedenkt, dass in 4-D-Scans schnelle Augenbewegungen (REM) zu sehen sind, die auf Träume hindeuten. Ab der fünfunddreißigsten Woche könnte der Fötus voll funktionsfähig sein und sich selbst versorgen (abgesehen von seinem Bedarf an externer Nahrung und Wärme).
Im Film wird darauf hingewiesen, dass zwar noch nicht sicher ist, was die Geburt auslöst, dass aber die Reifung der Lunge eine Schlüsselrolle spielen könnte. Wenn die Lunge reif ist, setzt sie ein Protein frei, das die Hormonproduktion der Plazenta beeinflusst, indem es die Progesteronproduktion verringert und die Produktion von Oxytocin auslöst, das wiederum die Gebärmutterkontraktionen und die Hemmung des Gedächtnisses auslöst. Diese sind nützlich, wenn sich der Gebärmutterhals extrem weitet – etwa 10 cm – und den großen Kopf des Babys in die Welt hinaus befördert.
In der Gebärmutter schließt sich nun der Kreis und kommt wieder bei der Geburt an. Um den Geburtsschmerz und das Risiko von Komplikationen zu verringern, entbindet die Mutter im Film im Stehen, nach vorne gebeugt und mit leicht gespreizten Beinen. Während dieser Zeit schüttet das Baby große Mengen an Adrenalin aus, das das Herz schnell pumpen lässt und die Lungen auf die ersten Atemzüge vorbereitet. Bald kommt der Kopf des Babys zum Vorschein und der Rest des Körpers folgt. Sobald das Baby aufgetaucht ist, beginnt es zu weinen, da sich seine Lungen mit Sauerstoff füllen und es dem Licht und der Kälte der Außenwelt ausgesetzt ist. Die Plazenta, die nun nicht mehr notwendig ist, löst sich von der Gebärmutter und verlässt den Körper der Mutter durch den Geburtskanal. In der Gebärmutter wird der gesamte Prozess der Schwangerschaft nachgezeichnet und die großartige Leistung der Verwandlung von einer einzelnen Zelle in ein völlig neues Individuum hervorgehoben. Das neugeborene Baby ist in Bezug auf Wärme und Ernährung auf die Erwachsenen angewiesen, obwohl alle anderen Funktionen allein in ihren winzigen Händen liegen.