Kurva pertumbuhan otak normal untuk anak-anak mengembangkan gangguan otak masa kanak-kanak, infeksi dan cedera

Kurva pertumbuhan otak normal untuk anak-anak mengembangkan gangguan otak masa kanak-kanak, infeksi dan cedera

Di Amerika Serikat, hampir setiap kunjungan dokter anak dimulai dengan 3 dimensi: berat badan, ketinggian, dan area kepala. Dibandingkan dengan grafik pertumbuhan biasa anak-anak di seluruh negeri, yang dikembangkan pada 1970-an, angka anak dapat memvalidasi pertumbuhan reguler atau menawarkan standar analisis untuk menganalisis varians dari kontur. Namun, otak, yang sangat relevan dengan pertumbuhan anak, hanya dimaksudkan dalam dimensi ini.

Area kepala mungkin menunjukkan masalah pertumbuhan kepala, yang mungkin lebih diperiksa untuk menentukan apakah ada masalah dengan ukuran otak atau cairan tambahan. Namun saat ini, di era pemindaian otak noninvasif seperti pencitraan getaran magnetik (MRI), dapatkah para ilmuwan membuat grafik kontur pertumbuhan yang stabil untuk otak?

Itulah yang menjadi perhatian Steven Schiff, Profesor Ketua Sikat Teknik di Penn State, dan kelompok studi multi-institusinya untuk ditanggapi. Mereka merilis hasil mereka hari ini (9 Juli) di Jurnal Bedah Saraf, Pediatri.

“Penelitian ukuran otak juga memiliki sejarah yang sangat disayangkan, karena sering digunakan untuk membuktikan secara ilmiah satu jenis kelamin atau ras atau budaya orang lebih baik daripada yang lain,” klaim Schiff, yang juga seorang guru penelitian ilmiah desain dan teknisi di College. dari Teknik dan bedah saraf di College ofMedicine "Dalam makalah ini, kami membahas penelitian kembali sekitar 150 tahun dan kemudian melihat apa data dari kelompok kontemporer benar-benar memberitahu kita."

Para ilmuwan memeriksa 1,067 scan otak dari 505 anak yang sehat dan seimbang, usia 13 hari hingga 18 tahun, dari National Institutes of Health (NIH) Pediatric MRIRepository Untuk memastikan contoh penggambaran populasi berdasarkan jenis kelamin, ras, kondisi sosial ekonomi dan tempat geografis. , Pemindaian MRI diambil secara berurutan selama bertahun-tahun di fasilitas medis dan institusi klinis di California, Massachusetts, Missouri, Ohio, Pennsylvania, dan Texas Untuk memastikan hasil penyesuaian tertentu, seseorang dikembangkan sebagai kontrol dan diperiksa di setiap situs web.

“Studi tentang ukuran dan pertumbuhan otak memiliki sejarah yang panjang dan kontroversial—bahkan di era MRI, studi yang mendefinisikan pola pertumbuhan volume otak normal sering kali mencakup ukuran sampel yang kecil, teknologi algoritme terbatas, cakupan yang tidak lengkap dari rentang usia anak, dan masalah lainnya, ” klaim penulis awal Mallory R. Peterson, seorang murid Penn State yang mencari gelar doktor dalam penelitian ilmiah desain dan teknisi di College of Engineering dan tingkat klinis di College ofMedicine Dia memperoleh gelar sarjana dalam desain biomedis dari Penn State pada tahun 2016. “Studi ini belum membahas hubungan antara pertumbuhan otak dan cairan serebrospinal secara mendalam. Dalam makalah ini, kami menyelesaikan kedua masalah ini.”

Pencarian pertama yang mengejutkan, menurut Schiff dan Peterson, adalah perbedaan jumlah otak antara laki-laki dan perempuan. Bahkan setelah perubahan ukuran tubuh, laki-laki menunjukkan jumlah total otak yang lebih besar – namun rincian kerangka otak tidak berbeda dalam dimensi antara jenis kelamin, begitu juga dengan kemampuan kognitif.

“Jelas, perbedaan berdasarkan jenis kelamin tidak menjelaskan kecerdasan — kami telah mengetahuinya sejak lama, dan ini tidak menunjukkan perbedaan,” klaim Schiff. “Yang penting di sini ada perbedaan bagaimana otak anak laki-laki dan perempuan tumbuh. Saat Anda mendiagnosis atau merawat seorang anak, kita perlu mengetahui kapan otak anak tidak tumbuh secara normal.”

Pencarian kedua hanyalah salah satu kemiripan yang mencolok dibandingkan dengan perbedaan.

“Terlepas dari jenis kelamin atau ukuran anak, kami secara tak terduga menemukan bahwa rasio antara ukuran otak anak dan volume cairan di dalam kepala—cairan serebrospinal—adalah universal,” klaim Schiff. “Cairan ini mengapung dan melindungi otak, melayani berbagai fungsi saat mengalir melalui otak. Meskipun kami belum mengenali rasio normal yang ketat ini sebelumnya, hubungan cairan ke otak ini persis seperti yang kami coba atur ketika kami merawat anak-anak untuk kelebihan cairan dalam kondisi hidrosefalus.”

Para ilmuwan bersiap untuk melanjutkan memeriksa proporsi dan fitur prospektifnya, bersama dengan perangkat tersembunyi, pada anak-anak dan sepanjang hidup.

“Sifat universal yang tampak dari rasio cairan otak-otak-otak yang bergantung pada usia, terlepas dari jenis kelamin atau ukuran tubuh, menunjukkan bahwa peran rasio ini menawarkan cara baru untuk mengkarakterisasi kondisi yang mempengaruhi otak masa kanak-kanak,” klaim Peterson.

Para ilmuwan juga membuat perdebatan sejarah tentang pial temporal, menurut Schiff. Setelah berusia 2 tahun, sisi kiri kerangka otak ini – di mana fitur bahasa biasanya lokal – jelas lebih besar daripada sisi kanan selama masa kanak-kanak. pial yang disebut hippocampus, yang dapat menjadi sumber epilepsi, lebih besar di sebelah kanan daripada di sebelah kiri karena meluas sepanjang masa kanak-kanak.

“Kurva pertumbuhan normal untuk struktur kritis yang sering terlibat dalam epilepsi ini akan membantu kita menentukan kapan struktur ini rusak dan lebih kecil dari usia normal,” klaim Schiff.

Teknik ini untuk pertumbuhan otak normal selama masa kanak-kanak mungkin membantu para ilmuwan memahami normal dari kehilangan kuantitas terlalu banyak sepanjang masa hidup kemudian, menurut Schiff.

“Volume otak memuncak saat pubertas,” klaim Schiff. “Kemudian menurun seiring bertambahnya usia, dan menurun lebih cepat pada orang dengan jenis demensia tertentu. Jika kita dapat lebih memahami pertumbuhan otak dan rasio otak terhadap cairan pada setiap usia, kita tidak hanya dapat meningkatkan bagaimana kita mendiagnosis kondisi klinis, tetapi juga bagaimana kita memperlakukannya.”.

Detonic