Bahkan sebelum lahir, otak menjalani seleksi ketat atas kualitas genomnya sendiri. Demikianlah yang tersirat dari karya Diana Shao (Diane D. Shao) dan rekan-rekannya, yang diterbitkan pada 28 Oktober 2026 di jurnal Nature. Sebelum kelahiran, di antara neuron korteks otak manusia, sel-sel dengan penataan ulang genom berskala besar jauh lebih sering ditemukan dibandingkan setelah anak lahir. Para penulis menduga bahwa pada periode sekitar kelahiran, sel-sel semacam itu sebagian besar disingkirkan. Mungkin proses ini berfungsi sebagai semacam kontrol kualitas genetik bagi otak yang sedang berkembang.
Untuk melihat gambaran ini, para peneliti menyekuens genom 2 357 sel saraf individu dari sampel otak manusia pascakematian: dari masa dalam kandungan hingga usia dewasa. Materi prenatal diperoleh dari janin pada usia 14–25 minggu. Bekerja dengan sel tunggal memungkinkan kita melihat ciri khas setiap neuron. Jika jaringan dianalisis secara keseluruhan, perbedaan antar sel individu larut dalam gambaran rata-rata.
Pada sampel korteks prenatal, penataan ulang salinan yang luas, yaitu potongan DNA yang hilang atau terduplikasi sekaligus pada beberapa kromosom, ditemukan rata-rata pada 25,9 % neuron. Ini kira-kira setiap sel keempat. Pada sampel tertentu, proporsinya mencapai 46 %. Setelah kelahiran, gambaran berubah: meta-analisis dua metode sekuensing menunjukkan penurunan sekitar 4,5 kali. Pembagian sederhana nilai rata-rata (25,9 dibagi 6,2 % rata-rata setelah kelahiran) menghasilkan sekitar 4,2, sehingga angka 4,5 merujuk tepat pada statistik gabungan kedua pendekatan.
Di balik istilah "variasi jumlah salinan" terdapat gagasan sederhana. Suatu potongan DNA dalam sel menjadi berlebih atau hilang. Bergantung pada lokasinya, hal ini dapat mencakup puluhan gen, sehingga penting baik besarnya perubahan maupun instruksi mana yang dilanggarnya. Variasi semacam ini dikaitkan dengan risiko autisme, skizofrenia, epilepsi, dan gangguan intelektual.
Perhatian khusus para penulis tertuju pada gen-gen yang bertanggung jawab atas pembentukan sinapsis, yaitu kontak tempat neuron saling mengirimkan sinyal. Pada neuron dengan penataan ulang berskala besar, aktivitas gen-gen ini berubah, dan hal ini sejalan dengan penyingkiran selektif mereka. Pertanyaan logisnya: seberapa berhasil sel-sel semacam itu mampu berintegrasi ke dalam jaringan yang sedang berkembang? Jawabannya memerlukan eksperimen fungsional, yang belum ada dalam karya ini.
Biasanya pematangan otak digambarkan sebagai pertumbuhan: lebih banyak koneksi, pemrosesan sinyal yang lebih rumit, kemampuan baru. Namun sebagian dari kemajuan ini mungkin bertumpu pada proses sebaliknya, pada penyusutan proporsi sel dengan gangguan genetik yang nyata. Kompleksitas jaringan di masa depan mungkin juga dibangun di atas kehilangan yang selektif.
Gagasan tentang kematian sebagian neuron sendiri bukanlah hal baru. Menurut perkiraan, di korteks manusia selama perkembangan, antara 20 hingga 50 % neuron mati, dan puncaknya kira-kira bertepatan dengan waktu kelahiran. Kebaruan karya ini terletak pada kaitannya antara puncak tersebut dengan keadaan genetik sel. Para penulis juga mencatat penurunan yang lambat namun terus berlanjut dalam proporsi sel dengan penataan ulang sepanjang hidup, hingga usia dewasa.
Kata "seleksi" di sini menggambarkan proses yang diduga, sedangkan mekanisme tepatnya masih harus ditetapkan. Para ilmuwan membandingkan sampel dari berbagai usia dan tidak mengamati nasib sel-sel yang sama dalam otak yang hidup. Oleh karena itu, kesimpulan tentang penyingkiran neuron aberan secara dominan didasarkan pada perbedaan antar kelompok usia, dan urutan peristiwanya tetap menjadi pertanyaan terbuka.
Dua pendekatan independen untuk sekuensing sel tunggal memberikan hasil yang konsisten. Salah satunya mencakup 1 526 neuron dari 16 orang, sedangkan yang kedua, lebih mendalam, memeriksa 831 neuron dari 12 orang. Penting untuk membedakan jumlah sel dan jumlah orang donor, serta mengaitkan proporsi tepat pada sampel yang diteliti. Konversi ke angka absolut, misalnya menjadi "miliaran neuron yang tersaring", memerlukan data dan perhitungan tambahan yang tidak ada dalam karya ini.
Bagi dunia kedokteran, nilai karya ini terutama terletak pada pemahaman tentang bagaimana otak yang sedang berkembang mengatasi kerusakan genetik. Para peneliti sudah memeriksa apakah eliminasi ini berbeda pada anak dengan autisme dan gangguan perkembangan lainnya, dan apakah mekanisme yang sama turut serta dalam kematian neuron pada penyakit Alzheimer. Untuk saat ini, ini adalah arah penelitian, bukan kesimpulan. Manfaat praktisnya akan bergantung pada apakah mekanisme seleksi dan kaitannya dengan kondisi tertentu dapat dipahami.
Hasil karya ini mengubah pertanyaan yang biasa. Perkembangan otak tidak hanya mencakup kelahiran sel, tetapi juga keputusan tentang sel mana yang akan bertahan. Pada pertanyaan "berapa banyak neuron yang muncul?" ditambahkan pertanyaan lain: "yang mana di antaranya yang bertahan dan bagaimana mereka belajar bekerja bersama?"
