Bagaimana Kemiskinan Mempengaruhi Otak?

Bagaimana Kemiskinan Mempengaruhi Otak?

Pada akhir 1960-an, tim peneliti mulai membagikan suplemen gizi kepada keluarga yang memiliki anak kecil di pedesaan Guatemala. Mereka menguji asumsi dengan menyediakan cukup protein dalam beberapa tahun pertama kehidupan akan mengurangi kejadian pertumbuhan kerdil.

Anak-anak yang mendapat suplemen tumbuh 1 sampai 2 sentimeter lebih tinggi daripada mereka yang berada dalam kelompok kontrol. Tapi manfaatnya tidak berhenti sampai disitu saja. Anak-anak yang mendapat nutrisi tambahan terus mencetak skor lebih tinggi pada tes membaca dan pengetahuan sebagai remaja, dan ketika peneliti kembali pada awal tahun 2000an, wanita yang telah menerima suplemen tersebut dalam tiga tahun pertama kehidupan menyelesaikan sekolah lebih banyak untuk tahun tersebut dan pria memiliki nilai lebih tinggi.

Seandainya tidak ada tindak lanjut untuk ini, peneliti mungkin akan terlupakan, kata Reynaldo Martorell, spesialis nutrisi ibu dan anak di Emory University di Atlanta, Georgia, yang memimpin studi lanjutan. Sebaliknya, menurut penemuannya tersebut memuat lembaga keuangan seperti Bank Dunia memikirkan intervensi nutrisi awal sebagai investasi jangka panjang dalam kesehatan manusia.

Sejak penelitian Guatemala, studi di seluruh dunia seperti- di Brazil, Peru, Jamaika, Filipina, Kenya dan Zimbabwe memiliki semua pertumbuhan buruk atau kerdil yang terkait pada anak-anak muda dengan nilai tes kognitif yang lebih rendah dan prestasi sekolah yang buruk.

Sebuah gambar perlahan muncul, bahwa yang tumbuh terlalu pendek di awal kehidupan adalah tanda kondisi buruk. Seperti pola makan yang buruk dan serangan penyakit diare yang teratur serta prediktor untuk defisit intelektual dan kematian. Tapi tidak semua pertumbuhan kerdil, yang mempengaruhi sekitar 160 juta anak di seluruh dunia, terkait dengan hasil buruk ini. Kini, para periset mencoba melepaskan hubungan antara pertumbuhan dan perkembangan neurologis.

Apakah nutrisi buruk itu sendiri adalah pelakunya? Bagaimana dengan kelalaian emosional, penyakit menular atau tantangan lainnya? Shahria Hafiz Kakon berada di garis depan untuk menjawab pertanyaan ini, di daerah kumuh Dhaka, Bangladesh, dimana sekitar 40% anak-anak mengalami pertumbuhan terhambat pada usia dua tahun.

Sebagai petugas medis di Pusat Internasional untuk Penelitian Penyakit Diare, Bangladesh (icddr, b) di Dhaka, dia memimpin penelitian pencitraan otak pertama anak-anak yang mengalami pertumbuhan kerdil. “Ini adalah ide yang sangat baru di Bangladesh untuk melakukan penelitian pencitraan otak,” kata Kakon.

Penelitiannya inovatif dalam hal lain juga telah dilakukan. Di danai oleh Bill & Melinda Gates Foundation di Seattle, Washington, ini adalah salah satu studi pertama untuk melihat bagaimana otak bayi dan balita di negara berkembang merespons kemalangan. Dan ini menjanjikan informasi dasar penting tentang perkembangan anak usia dini dan kinerja kognitif.

Kakon dan rekan-rekannya telah menjalani tes Magnetic Resonance Imaging (MRI) pada anak berusia dua dan tiga bulan, dan mengidentifikasi daerah otak yang lebih kecil pada anak-anak dengan pertumbuhan kerdil daripada yang lainnya. Mereka juga menggunakan tes lain, seperti electroencephalography (EEG).

“Pencitraan otak berpotensi sangat membantu” sebagai cara untuk melihat apa yang terjadi di otak anak-anak tersebut, ata Benjamin Crookston, seorang ilmuwan kesehatan di Universitas Brigham Young di Provo, Utah, yang memimpin studi di Peru dan yang lainnya rendah. Beberapa negara yang melaporkan adanya hubungan antara pertumbuhan yang buruk dan kemunduran kognitif.

Bayangan Panjang Stunting

Pada tahun 2006, Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) melaporkan sebuah studi ekstensif untuk mengukur ketinggian dan bobot anak-anak antara kelahiran dan usia lima tahun di Brazil, Ghana, India, Norwegia, Oman dan Amerika Serikat. Hasilnya menunjukkan bahwa anak-anak yang sehat dan kenyang di seluruh dunia mengikuti lintasan pertumbuhan yang sangat mirip, dan ini menghasilkan tolok ukur untuk pertumbuhan atipikal.

Pertumbuhan terhambat, WHO memutuskan, didefinisikan sebagai dua standar deviasi di bawah ketinggian rata-rata untuk usia tertentu. Perbedaan seperti itu bisa terasa tidak setara. Pada usia 6 bulan, seorang gadis akan dianggap memiliki pertumbuhan kerdil jika panjangnya 61 sentimeter, meskipun jaraknya kurang dari 5 sentimeter dari median.

Tolak ukur tersebut membantu meningkatkan kesadaran tentang stunting. Di banyak negara, lebih dari 30% anak balita memenuhi definisinya. Di Bangladesh, India, Guatemala dan Nigeria, lebih dari 40% melakukannya. Pada tahun 2012, berkembangnya konsensus tentang efek stunting memotivasi WHO berjanji untuk mengurangi jumlah anak balita dengan pertumbuhan kerja sebesar 40% pada tahun 2025.

Bahkan saat para pejabat mulai mengambil tindakan, para periset menyadari ada kesenjangan serius dalam protokol untuk mengidentifikasi masalah yang berkaitan dengan stunting. Banyak penelitian tentang perkembangan otak bergantung pada tes ingatan, ucapan dan fungsi kognitif lainnya yang tidak sesuai untuk anak kecil. “Bayi tidak memiliki banyak repertoar perilaku,” kata Michael Georgieff, seorang dokter anak dan psikolog anak di University of Minnesota di Minneapolis.

Dan jika orang tua dan dokter harus menunggu sampai anak-anak di sekolah untuk melihat adanya perbedaan, mungkin sudah terlambat untuk campur tangan. Di situlah tempat kerja Kakon cocok. Pada 1,63 meter, dia tidak tinggi menurut standar Barat, tapi di klinik bangunan apartemen kecil di Dhaka dimana dia bekerja, dia menjemput sebagian besar rekan perempuannya.

Suatu pagi baru dia bersama seorang ibu yang meneleponnya di tengah malam: anak perempuan itu demam. Sebelum memeriksa anak itu, Kakon bertanya kepada ibunya bagaimana keluarga itu dan bagaimana keadaannya di sekolah, seperti biasanya. Banyak orang tua menyebut Kakon apa kata Bengali untuk kakak perempuan.

Kira-kira lima tahun yang lalu, Gates Foundation tertarik untuk melacak perkembangan otak pada anak kecil yang mengalami kesulitan, terutama pertumbuhan kerdil dan gizi buruk. Yayasan tersebut telah mempelajari tanggapan anak-anak terhadap vaksin di klinik Kakon. Tingginya tingkat stunting, bersama dengan ikatan tim kuat dengan peserta, memastikan kesepakatan.

Untuk mendapatkan penelitian ini dari lapangan, yayasan tersebut menghubungkan tim Dhaka dengan Charles Nelson, seorang ahli syaraf anak-anak di Rumah Sakit Anak Boston dan Harvard Medical School di Massachusetts. Dia memiliki keahlian dalam pencitraan otak dan pada masa kanak-kanak. Pada tahun 2000, dia memulai sebuah penelitian yang melacak perkembangan otak anak-anak yang tumbuh di panti asuhan Rumania yang keras.

Meski diberi makan dan terlindung, anak-anak hampir tidak memiliki rangsangan, kontak sosial atau dukungan emosional. Banyak yang mengalami masalah kognitif jangka panjang. Karya Nelson mengungkapkan bahwa otak anak yatim memiliki tanda kelalaian. MRI menunjukkan bahwa pada usia delapan tahun, mereka memiliki daerah yang lebih kecil dari materi abu-abu dan putih yang terkait dengan perhatian dan bahasa daripada anak-anak yang dibesarkan oleh keluarga biologis.

Beberapa anak yang telah pindah dari panti asuhan ke rumah asuh saat balita terhindar dari defisit. Anak-anak dalam studi Dhaka memiliki pendidikan yang sama sekali berbeda. Mereka dikelilingi oleh pemandangan, suara dan keluarga besar yang sering tinggal bersama di tempat yang sempit. Ini adalah “kebalikan dari anak-anak yang terbaring di tempat tidur bayi, menatap langit-langit putih sepanjang hari”, kata Nelson.

Tapi anak-anak Bangladesh menangani gizi dan sanitasi yang tidak memadai. Dan para periset belum mengeksplorasi dampak serta kondisi seperti itu pada perkembangan serebral. Ada penelitian pencitraan otak anak-anak yang tumbuh dalam kemiskinan, seperti stunting, bisa menjadi proxy untuk nutrisi yang tidak memadai.

Tapi ini sebagian besar berfokus pada daerah berpenghasilan tinggi, seperti Amerika Serikat, Eropa dan Australia. Miskinnya anak-anak di sana, sebagian besar memiliki makanan bergizi, air bersih dan plumbing, kata Nelson. Orang-orang di daerah kumuh Dhaka tinggal dan bermain di sekitar kanal air limbah yang terbuka. “Masih banyak lagi anak-anak seperti di Dhaka di seluruh dunia,” katanya. “Dan kami tidak tahu apa-apa tentang mereka dari tingkat otak.”

Tanda-tanda Kesengsaraan

Pada awal 2015, tim Nelson dan para peneliti Bangladesh telah mengubah klinik Dhaka yang sederhana menjadi laboratorium mutakhir. Untuk peralatan EEG, mereka harus menemukan ruangan tanpa kabel di dinding dan tanpa unit pendingin ruangan, yang keduanya dapat mengganggu kemampuan perangkat untuk mendeteksi aktivitas di otak.

Para periset juga menyiapkan ruangan untuk spektroskopi inframerah dekat fungsional (fNIRS), di mana anak-anak memakai ikat kepala sensor yang mengukur aliran darah di otak. Teknik ini memberikan informasi tentang aktivitas otak yang serupa dengan MRI fungsional, namun tidak memerlukan mesin besar dan anak tidak harus tetap tidak bergerak. FNIRS telah digunakan pada bayi sejak akhir 1990-an dan sekarang mendapatkan daya tarik di lingkungan yang berpenghasilan rendah.

Tim Nelson mencoba untuk mengurai bentuk kemalangan yang tampaknya paling bertanggung jawab atas perbedaan aktivitas otak di antara anak-anak di Dhaka. Sinyal listrik yang disempurnakan dalam tes EEG sangat terkait dengan peningkatan penanda inflamasi dalam darah, yang mungkin lebih mencerminkan keterpaparan pada patogen usus.

Jika ini berlaku saat anak diuji, ini bisa menunjukkan pentingnya memperbaiki sanitasi dan mengurangi infeksi saluran cerna. Atau depresi maternal bisa berubah menjadi sangat terkait dengan perkembangan otak, dalam hal ini membantu ibu bisa sama pentingnya dengan memastikan bayi mereka memiliki nutrisi yang baik. “Kami belum tahu jawabannya,” kata Nelson.

Peserta yang diuji pada usia 36 bulan sekarang berusia sekitar 5 tahun, dan tim tersebut bersiap untuk melakukan beberapa pengukuran lanjutan. Ini akan memberi gambaran apakah anak-anak terus mengikuti jalur perkembangan otak yang sama, kata Nelson. Para peneliti juga akan memberikan tes IQ dan kesiapan siswa berusia lima tahun untuk mengukur apakah pengukuran sebelumnya merupakan prediksi kinerja sekolah.

Dasar yang Lebih Baik

Salah satu tantangan dari penelitian semacam itu adalah bahwa para periset masih berusaha untuk mengetahui perkembangan otak normal. Beberapa tahun sebelum studi di Dhaka dimulai, sebuah tim peneliti Inggris dan Gambia berkumpul untuk melakukan pengujian EEG dan fNIRS pada anak-anak di pedesaan Gambia selama dua tahun pertama kehidupan. Mereka juga didanai oleh Gates Foundation.

Mirip dengan studi Dhaka, para peneliti melihat bagaimana perkembangan otak terkait dengan berbagai ukuran, termasuk interaksi nutrisi dan orang tua anak. Tapi di sepanjang jalan, mereka mencoba mendefinisikan lintasan standar fungsi otak untuk anak.

Ada dorongan besar di Gates Foundation dan Institut Kesehatan Nasional AS untuk memakukan gambaran perkembangan otak normal tersebut, kata Daniel Marks, ahli saraf anak-anak di Oregon Health & Science University di Portland, dan seorang konsultan untuk yayasan tersebut. “Ini hanya cerminan dari urgensi masalah,” katanya.

Salah satu harapan untuk studi Dhaka, dan motivasi untuk mendanainya, adalah bahwa ia akan mengungkapkan pola yang berbeda pada otak bayi yang memprediksi hasil buruk di kemudian hari dan dapat digunakan untuk melihat apakah intervensi berjalan, kata Jeff Murray. , Seorang wakil direktur penemuan dan ilmu translasi di Gates Foundation.

Setiap intervensi semacam itu mungkin harus memasukkan nutrisi, kata Martorell. Dia dan rekan-rekannya melakukan studi lanjutan lain dari penduduk desa Guatemala untuk mengetahui apakah mereka yang mendapat suplemen protein sebelum usia 7 tahun memiliki tingkat penyakit jantung dan diabetes yang lebih rendah 40 tahun kemudian. Tapi nutrisi saja tidak mungkin cukup baik untuk mencegah stunting atau untuk mempromosikan perkembangan kognitif normal, kata Martorell.

Sejauh ini, intervensi nutrisi yang paling berhasil telah membantu mengatasi sekitar sepertiga dari defisit tinggi tipikal. Dan program semacam itu bisa sangat mahal; Dalam penelitian di Guatemala, misalnya, para peneliti mengelola pusat-pusat khusus untuk menyediakan suplemen. Meski begitu, peneliti berusaha memperbaiki intervensi. Sebuah kelompok yang terlibat dalam studi vaksin di Bangladesh berencana untuk menguji suplemen pada wanita hamil dengan harapan dapat meningkatkan berat lahir bayi dan menjaga pertumbuhan mereka pada jalur dalam dua tahun pertama yang terpenting.

Tahmeed Ahmed, direktur senior layanan nutrisi dan klinis di pusat penelitian penyakit diare, merencanakan percobaan makanan seperti pisang dan buncis, untuk mencoba mempromosikan pertumbuhan bakteri usus yang baik pada anak-anak Bangladesh yang berusia 12 sampai 18 bulan. Komunitas bakteri yang sehat bisa membuat usus kurang rentan terhadap infeksi yang mengganggu penyerapan nutrisi dan meningkatkan radang di tubuh.