Kita selalu bayangkan perkembangan otak bayi sebagai satu proses pembentukan neuron baharu. Semakin banyak neuron terbentuk, semakin berkembanglah otak.
Tetapi sebenarnya, ada satu lagi proses penting yang berlaku. Otak bukan sekadar menghasilkan neuron, malah turut menyingkirkan sebahagian daripadanya.
Kajian terbaru daripada Harvard Medical School dan Boston Children’s Hospital mendapati bahawa sebahagian besar neuron yang terbentuk sebelum kelahiran mempunyai perubahan DNA yang tidak normal.
Kajian yang diterbitkan dalam jurnal Nature pada 28 Oktober 2026 ini menunjukkan bahawa otak manusia mempunyai mekanisme semula jadi yang mungkin berfungsi sebagai sistem kawalan kualiti untuk menyingkirkan neuron dengan perubahan genetik yang meluas. Kira yang tak okay dibuang.
1. Hampir separuh neuron dalam otak yang berkembang mempunyai perubahan DNA
Untuk memahami perkara ini, penyelidik menganalisis genom neuron manusia menggunakan teknologi yang membolehkan mereka mengkaji DNA pada peringkat sel individu.
Mereka menjalankan dua pendekatan penjujukan genom yang melibatkan keseluruhan 2,357 neuron daripada sampel otak manusia sebelum dan selepas kelahiran.
Secara purata, 25.9% neuron dalam korteks otak sebelum kelahiran mempunyai perubahan DNA yang meluas. Dalam sesetengah sampel, angka tersebut mencapai 46%.
Perubahan DNA ini dikenali sebagai Copy Number Variants (CNVs).
Secara mudah, DNA kita mengandungi pelbagai segmen yang membawa maklumat genetik. CNVs berlaku apabila terdapat segmen DNA yang mempunyai salinan tambahan atau kehilangan salinan tertentu.
Perubahan seperti ini boleh mempengaruhi fungsi sel, bergantung pada bahagian DNA yang terlibat.
Selepas kelahiran, penyelidik mendapati peratusan neuron dengan perubahan DNA yang meluas ini menurun kepada purata 6.2%.
Ini menunjukkan bahawa sebahagian besar neuron dengan perubahan genetik yang ketara telah disingkirkan sekitar waktu kelahiran.
Bayangkan, hampir separuh neuron dalam sesetengah sampel otak sebelum kelahiran mempunyai perubahan DNA yang meluas. Namun, kebanyakan neuron tersebut tidak kekal selepas bayi dilahirkan.
Penemuan ini memberi gambaran bahawa perkembangan otak bukan sekadar proses menghasilkan sel baharu. Ia juga melibatkan proses pemilihan neuron yang akan terus bertahan.
2. Bagaimana otak menentukan neuron yang akan terus hidup?
Untuk memahami mengapa sebahagian neuron disingkirkan, kita perlu melihat bagaimana neuron berhubung antara satu sama lain.
Neuron berkomunikasi melalui sambungan khas yang dikenali sebagai synapse.
Sambungan ini membolehkan maklumat dihantar antara neuron dan memainkan peranan penting dalam pembentukan rangkaian otak.
Semasa perkembangan otak, neuron perlu membentuk hubungan dengan neuron lain. Kajian terdahulu menunjukkan bahawa neuron yang gagal membentuk sambungan penting mempunyai kemungkinan lebih tinggi untuk mati melalui proses semula jadi.
Dalam kajian terbaru ini, penyelidik turut menganalisis 44,861 nukleus sel untuk mengenal pasti perubahan pada aktiviti gen.
Mereka mendapati bahawa neuron yang mempunyai CNVs secara meluas turut menunjukkan gangguan pada ekspresi gen yang terlibat dalam pembentukan dan penyelenggaraan synapse.
Ini memberi petunjuk bahawa perubahan DNA tersebut mungkin menjejaskan keupayaan neuron untuk membentuk sambungan yang diperlukan bagi meneruskan kelangsungan hidup.
Neuron yang terbentuk perlu membina sambungan yang berfungsi untuk terus menjadi sebahagian daripada rangkaian otak.
Penyelidik mencadangkan bahawa persaingan antara neuron untuk membentuk sambungan mungkin merupakan sebahagian daripada mekanisme kawalan kualiti semula jadi otak.
Neuron dengan perubahan genetik yang terlalu banyak mungkin kurang berupaya bersaing untuk membentuk sambungan berbanding neuron lain.
Namun, penting untuk difahami bahawa kajian ini menunjukkan hubungan antara perubahan genetik, gangguan ekspresi gen synapse dan penyingkiran neuron.
Mekanisme tepat yang menyebabkan neuron tersebut disingkirkan masih memerlukan penyelidikan lanjut.
3. Apa kaitannya dengan autisme, schizophrenia dan gangguan perkembangan otak?
Penemuan ini membuka persoalan baharu tentang bagaimana gangguan perkembangan otak mungkin berlaku.
Sebelum ini, perubahan genetik tertentu termasuk CNVs telah dikaitkan dengan beberapa keadaan seperti autisme, schizophrenia, epilepsi dan ketidakupayaan intelektual.
Penyelidikan terdahulu juga menunjukkan bahawa gangguan dalam proses synaptic pruning, iaitu penyingkiran sambungan neuron yang lemah atau kurang digunakan, mempunyai kaitan dengan autisme.
Namun, kajian terbaru ini memberi tumpuan kepada satu proses yang berbeza, iaitu penyingkiran neuron yang mempunyai perubahan genetik secara meluas.
Penyelidik kini ingin mengetahui sama ada mekanisme penyingkiran neuron ini berfungsi secara berbeza dalam otak individu yang mengalami gangguan perkembangan saraf.
Jika sistem kawalan kualiti tersebut terganggu, adakah lebih banyak neuron dengan perubahan genetik yang ketara akan terus bertahan?
Persoalan ini masih belum mempunyai jawapan yang muktamad.
Kajian ini tidak membuktikan bahawa kegagalan menyingkirkan neuron abnormal menyebabkan autisme atau schizophrenia. Sebaliknya, ia mengenal pasti satu mekanisme perkembangan otak yang berpotensi untuk dikaji dengan lebih mendalam.
Penyelidik turut mendapati bahawa sebahagian neuron dengan perubahan DNA masih wujud dalam otak orang dewasa yang sihat.
Ini bermakna kewujudan perubahan genetik dalam neuron tidak semestinya menunjukkan seseorang mempunyai masalah neurologi atau psikiatri.
Perubahan DNA dalam neuron tidak semestinya bermaksud otak bermasalah. Apa yang penting ialah bagaimana perubahan tersebut mempengaruhi fungsi dan perkembangan rangkaian otak.
Penyelidik juga sedang meneroka sama ada mekanisme ini mempunyai kaitan dengan penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer’s disease.
Walaupun masih banyak persoalan yang belum terjawab, kajian ini membantu kita memahami satu perkara penting.
Perkembangan otak manusia bukan hanya melibatkan pembentukan neuron baharu, tetapi juga pemilihan dan penyingkiran neuron sepanjang proses perkembangan.
Proses yang berlaku sekitar waktu kelahiran ini mungkin memainkan peranan penting dalam memastikan rangkaian otak berkembang dengan baik.
Dan semakin kita memahami bagaimana otak berkembang secara normal, semakin banyak petunjuk yang boleh diperoleh untuk memahami apa yang berlaku apabila proses perkembangan tersebut terganggu.
Rujukan
Shao, D. D., Zhao, Y., et al. (2026). Perinatal elimination of genetically aberrant human cortical neurons. Nature.
