Otak dewasa tidak membuat sel 'memori' baru
Penyelidikan baru yang diketuai oleh University of California, San Francisco menunjukkan bahawa hippocampus manusia, atau kawasan otak yang penting untuk ingatan dan pembelajaran, berhenti membuat sel baru pada masa kanak-kanak.
Penemuan itu, yang telah diterbitkan dalam jurnal Alam semula jadi, cenderung memicu api perdebatan yang sudah panas mengenai kemampuan otak manusia untuk menyembuhkan dirinya sendiri melalui "neurogenesis," atau kelahiran sel-sel otak baru.
"Kami dapati," jelas Arturo Alvarez-Buylla, yang merupakan profesor pembedahan neurologi yang bekerja di University of California, San Francisco (UCSF) dan ketua makmal di belakang kajian itu, "jika neurogenesis berlaku pada hipokampus dewasa di manusia, ini adalah fenomena yang sangat jarang berlaku, menimbulkan persoalan mengenai sumbangannya terhadap pembaikan otak atau fungsi otak yang normal. "
Kajian ini mencabar semakin banyak bukti yang menunjukkan bahawa mungkin untuk merawat gangguan pembaziran otak seperti penyakit Alzheimer dengan mempromosikan neurogenesis untuk mengisi sel-sel otak, atau neuron, yang dimusnahkan oleh penyakit.
Walau bagaimanapun, penulis yang tidak gentar menunjukkan persoalan baru yang ditimbulkan oleh penemuan mereka, seperti bagaimana otak manusia menyesuaikan diri dan belajar jika tidak dapat membuat neuron baru?
Mungkin jawapan untuk soalan ini akan membuka jalan yang lebih baik untuk rawatan baru untuk penyakit otak, mereka mencadangkan.
Keraguan mengenai neurogenesis pada manusia
Selama 30 tahun yang lalu, Prof Alvarez-Buylla dan pasukannya telah menemukan bukti yang semakin meningkat bahawa otak burung penyanyi dan tikus dapat membuat neuron baru sepanjang hidup mereka. Namun, baru-baru ini, mereka mula mempersoalkan adakah ini benar mengenai otak manusia.
Sebagai contoh, kumpulan UCSF telah menimbulkan keraguan mengenai apakah neurogenesis pada mentol penciuman - yang merupakan bahagian kuno otak yang penting untuk merasakan bau - terus menjadi dewasa pada manusia seperti yang berlaku pada tikus.
Untuk kajian baru mereka, Prof Alvarez-Buylla dan rakan sekerja menganalisis 59 sampel hippocampus manusia yang dikumpulkan dari China, Sepanyol, dan Amerika Syarikat.
Sebilangan sampel tisu - yang bermula dari sebelum kelahiran hingga dewasa - diambil dari postmortems, sementara yang lain diambil semasa pembedahan pada pesakit epilepsi.
Pasukan dengan teliti menganalisis sampel untuk mencari perubahan dalam neuron dan sel induk baru sepanjang jangka hayat. Mereka memfokuskan diri pada daerah yang dikenal sebagai gyrus dentate, sebuah "wilayah kortikal sederhana" yang membentuk bahagian integral dari hippocampus dan penting untuk pembentukan memori.
Tiada bukti neurogenesis pada tisu dewasa
Para penyelidik menemui bukti neurogenesis yang produktif berlaku sebelum kelahiran dan tepat selepas itu. Mereka mengira bahawa jumlah purata neuron baru per milimeter tisu gyrus dentate pada bayi baru lahir adalah 1,618.
Walau bagaimanapun, neurogenesis jatuh dengan teruk selepas kelahiran: bilangan neuron baru per milimeter persegi telah berkurang lima kali lipat pada usia 1 tahun.
Bukti itu juga menunjukkan bahawa penurunan itu berlanjutan sepanjang masa kanak-kanak: terdapat penurunan 23 kali ganda antara usia 1 dan 7 tahun, dan penurunan lima kali lagi pada usia 13 tahun.
Pada ketika ini, pada awal remaja, kepekatan neuron baru per milimeter persegi tisu otak telah menurun kepada hanya 2.4.
Para penyelidik tidak menemui bukti neurogenesis pada tisu gyrus dentate dewasa - pada 17 sampel postmortem atau pada sampel yang diambil daripada 12 pesakit epilepsi dewasa.
"Pada anak-anak kecil," kata Mercedes Paredes, penolong profesor neurologi di UCSF dan yang mengetuai analisis tisu, "kami dapat melihat bahawa sejumlah besar neuron baru terus dibuat dan disatukan ke dalam gyrus gigi, tetapi neurogenesis memudar sepenuhnya pada awal remaja. "
Neurogenesis dan keplastikan hippocampal
Semasa mereka menganalisis sel-sel induk saraf - yang merupakan sel-sel pendahulu yang menelurkan neuron baru - para penyelidik mendapati bahawa mereka juga banyak terdapat di otak sebelum kelahiran, tetapi pada awal kanak-kanak, mereka hampir hilang.
Mereka juga tidak menemui bukti pengumpulan awal sel stem neural di zon subgranular gyrus dentate manusia.
Ini berbeza dengan tikus, di mana kepekatan awal ini berlaku. Pasukan menunjukkan bahawa ini bermaksud bahawa mungkin merupakan langkah yang perlu bagi neurogenesis untuk terus dewasa.
Sebagai kesimpulan, para penyelidik menerima bahawa, sementara mereka melakukan pencarian secara menyeluruh, mereka tidak dapat mengatakan dengan pasti bahawa hipokampus manusia dewasa tidak pernah membuat neuron baru.
"Tetapi," kata Dr Shawn Sorrells, yang merupakan penyelidik kanan dalam kumpulan Prof Alvarez-Buylla, "Saya rasa kita perlu mundur dan bertanya apa maksudnya."
"Sekiranya neurogenesis sangat jarang sehingga kita tidak dapat mengesannya, bolehkah ia memainkan peranan utama dalam keplastikan atau pembelajaran dan ingatan di hippocampus?"
Dr. Shawn Sorrells
