Beberapa Kawasan Otak Menjaga Kesambungan Remaja dalam Penuaan
Keupayaan ini untuk mengekalkan kemampuan "seperti anak" pada masa dewasa berpotensi menyumbang kepada kemampuan kita untuk mempelajari kemahiran baru dan membentuk kenangan baru seiring bertambahnya usia.
Penyelidik dari Washington University School of Medicine di St. Louis dan Allen Institute for Brain Science di Seattle tiba pada penemuan baru dengan membandingkan tahap aktiviti gen di kawasan otak yang berlainan.
Mereka mengenal pasti kawasan otak orang dewasa di mana gen yang berkaitan dengan pembinaan hubungan baru antara sel mempunyai tahap aktiviti yang lebih tinggi. Gen yang sama juga sangat aktif dalam otak muda, jadi para penyelidik menyebut corak aktiviti gen ini "seperti kanak-kanak."
"Kami sudah tahu bahawa otak manusia dewasa umumnya mempunyai lebih banyak aktiviti di antara gen ini jika dibandingkan dengan spesies lain yang berkait rapat, termasuk simpanse dan monyet," kata penulis pertama Manu S. Goyal, M.D.
"Hasil baru kami menghubungkan aktiviti ini dengan bentuk pengeluaran tenaga yang diketahui bermanfaat untuk membina struktur biologi, seperti cabang sel saraf baru yang diperlukan untuk menambahkan hubungan di otak."
Para saintis percaya bahawa hubungan baru antara sel otak membantu mengekod kenangan dan kemahiran baru lama setelah otak berhenti berkembang.
Kajian ini telah diterbitkan dalam jurnal Metabolisme Sel.
Beberapa tahun yang lalu, pengarang kanan Marcus Raichle, MD sedang menyiasat pengambilan gula dan oksigen otak dengan kuat untuk membuat tenaga dan membolehkan fungsi lain ketika dia menyedari bahawa beberapa kawasan otak menggunakan gula pada kadar yang sangat tinggi.
Dia dan rakan-rakannya kemudian menunjukkan bahawa ini kerana wilayah-wilayah ini secara aktif terlibat dalam proses pembuatan tenaga alternatif yang disebut glikolisis aerobik.
"Glikolisis aerobik adalah bentuk penggunaan gula yang disukai oleh sel-sel barah dan sel-sel lain yang berkembang pesat," kata Goyal.
"Ini membuat kita bertanya-tanya apakah kawasan otak yang menggunakan glikolisis aerobik juga merupakan daerah yang memiliki aktivitas gen yang paling seperti anak, yaitu yang membantu membentuk hubungan sel otak baru."
Untuk kajian baru, Raichle bekerjasama dengan Michael Hawrylycz, Ph.D., dan membuat Allen Human Brain Atlas, sebuah pangkalan data yang memperincikan aktiviti gen di bahagian otak yang berlainan dan dari orang-orang dari pelbagai peringkat usia.
Ketika penyelidik menggunakan atlas untuk melihat aktiviti gen di kawasan otak dengan kadar glikolisis aerobik yang tinggi, mereka mendapati bahawa kawasan ini mempunyai lebih banyak aktiviti gen seperti kanak-kanak daripada kawasan otak lain.
Mereka juga mengenal pasti lebih daripada 100 gen yang secara konsisten lebih aktif di kawasan ini daripada yang lain.
Sebagai sebahagian daripada kajian ini, Goyal juga menganalisis data dari penyelidikan sebelumnya oleh saintis lain untuk menunjukkan bahawa terdapat lebih banyak glikolisis aerobik di seluruh otak pada anak-anak.
"Di otak orang dewasa, glikolisis aerobik menyumbang sekitar 10 hingga 12 peratus daripada keseluruhan penggunaan gula," katanya.
"Pada anak-anak, glikolisis aerobik menyumbang 30 hingga 40 persen penggunaan gula secara keseluruhan."
Glikolisis aerobik kurang berkesan untuk pengeluaran tenaga berbanding glikolisis oksidatif, kaedah alternatif yang menggunakan oksigen dan gula. Tetapi saintis berpendapat yang pertama adalah sumber tenaga yang lebih baik untuk pertumbuhan pesat.
"Walaupun pada orang dewasa, ada bahagian otak yang masih cepat berubah dan beradaptasi, dan itulah sebabnya mengapa glikolisis aerobik terus digunakan di otak orang dewasa," kata Goyal.
Para penyelidik kini mengkaji sama ada masalah dalam sel otak tertentu yang menggunakan glikolisis aerobik menyumbang kepada masalah perkembangan saraf seperti autisme atau keterbelakangan mental atau gangguan neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer.
"Kemampuan untuk menyokong keperluan metabolisme sel-sel otak orang dewasa untuk membuat hubungan baru mungkin suatu hari penting untuk merawat kecederaan otak dan gangguan neurodegeneratif," jelas Goyal. "Kami mempunyai banyak pekerjaan yang harus dilakukan, tetapi ini adalah wawasan yang menarik."
Sumber: Universiti Washington - St. Louis
