Pertumbuhan Otak Bayi Mirror Perubahan dari Kera ke Manusia

Para ilmuwan di Washington University School of Medicine di St Louis menemukan bahwa daerah otak manusia yang paling tumbuh selama masa bayi dan masa kanak-kanak hampir identik dengan daerah otak dengan perubahan yang paling ketika otak manusia dibandingkan dengan kera dan monyet.

Para peneliti menemukan laporan dalam perbandingan terinci dari otak bayi normal-panjang dan orang dewasa muda yang sehat dan dipublikasikan secara online dalam Prosiding National Academy of Sciences.

Para ilmuwan melakukan penelitian untuk membantu menilai efek jangka panjang lahir prematur pada perkembangan otak. Ini dapat termasuk peningkatan risiko ketidakmampuan belajar, defisit perhatian, masalah perilaku dan gangguan kognitif.

"Kelahiran Pra-jangka telah meningkat dalam beberapa tahun terakhir, dan sekarang 12 persen dari semua bayi di Amerika Serikat yang lahir prematur," kata terrie Inder, MD, PhD, profesor pediatri. "Sampai sekarang, meskipun, kami sangat terbatas pada kemampuan kami untuk mempelajari bagaimana lahir prematur mempengaruhi perkembangan otak karena kami memiliki data begitu sedikit tentang apa perkembangan otak normal seperti."

Di antara pertanyaan Inder dan rekan-rekannya berharap untuk menjawab adalah sejauh mana otak dapat beradaptasi dengan keterbatasan perkembangan atau kemunduran yang dikenakan oleh kelahiran awal. Mereka juga membantu untuk mengembangkan strategi klinis untuk mempromosikan adaptasi tersebut dan menormalkan pembangunan.

Penelitian ini menggunakan teknik untuk perbandingan anatomi otak yang disebut rekonstruksi permukaan dirintis oleh penulis senior David Van Essen, PhD, Edison Profesor dan Kepala Departemen Anatomi dan Neurobiologi. Permukaan rekonstruksi membantu para ilmuwan lebih dekat menyelaraskan daerah yang sebanding dan struktur di otak yang berbeda dan telah digunakan untuk membuat atlas online struktur otak.

Pertama penulis Jason Hill, MD seorang / mahasiswa PhD, dianalisis scan otak dari 12 bayi penuh panjang dan membandingkannya dengan pengamatan dari 12 orang dewasa muda yang sehat. Data dari kedua kelompok digabung menjadi sebuah atlas tunggal untuk membantu para ilmuwan mengukur perbedaan antara bayi dan otak muda-dewasa.

Mereka menemukan bahwa korteks serebral, daerah keriput pada permukaan otak yang bertanggung jawab untuk fungsi-fungsi mental yang lebih tinggi, tumbuh dengan cara yang tidak rata. Setiap wilayah mengembangkan sebagai otak dewasa, tapi seperempat hingga sepertiga dari korteks mengembang kira-kira dua kali lipat area kortikal lainnya selama perkembangan normal.

"Melalui perbandingan antara manusia dan monyet monyet, laboratorium saya sebelumnya menunjukkan bahwa banyak dari daerah tinggi pertumbuhan diperluas pada manusia sebagai akibat dari perubahan evolusioner terbaru yang membuat otak manusia jauh lebih besar daripada semua primata lainnya," kata Van Essen . "Korelasi tidak sempurna, tapi terlalu baik untuk meletakkan kebetulan."

Daerah pertumbuhan tinggi adalah daerah yang terkait dengan fungsi mental lanjutan seperti bahasa, penalaran, dan apa Van Essen panggilan "kemampuan yang membuat kita unik manusia." Ia berspekulasi bahwa pertumbuhan fisik penuh daerah ini mungkin tertunda agak untuk memungkinkan mereka dibentuk oleh pengalaman hidup awal.

Inder catatan penjelasan lain yang potensial untuk pengembangan yang berbeda tingkat: keterbatasan pada ukuran otak yang dikenakan oleh kebutuhan untuk melewati panggul ibu saat lahir bisa memaksa otak untuk memprioritaskan.

"Visi, misalnya, adalah wilayah otak yang penting pada saat lahir sehingga bayi bisa perawat dan belajar mengenali orang tuanya," kata Inder. "Area lain dari otak, kurang penting sangat awal dalam hidup, mungkin merupakan daerah yang melihat pertumbuhan yang lebih besar sebagai anak jatuh tempo."

Para peneliti sedang melakukan scan yang serupa pada saat kelahiran bayi prematur dan tahun kemudian.

"Ini studi dan data yang kami mengumpulkan sekarang bisa memberikan kami dengan alat yang sangat kuat untuk memahami apa yang salah secara struktural dalam berbagai gangguan masa kanak-kanak, dari efek samping lahir prematur dengan kondisi seperti autisme, gangguan perhatian defisit atau membaca cacat, "kata Inder.

Pendanaan dari National Institutes Kesehatan, Doris Duke Foundation dan didukung Green Fund penelitian ini.