Otak Manusia Berubah Drastis Setidaknya 4 Kali Sepanjang Hidup

Studi dari para peneliti di Cambridge mengungkap empat titik usia ketika otak manusia mengalami perubahan struktural drastis.

Ilustrasi dibuat oleh AI.

Ringkasan

• Otak mengalami empat perubahan besar pada usia 9, 32, 66, dan 83 tahun.
• Perubahan ini mencakup pergeseran integrasi, spesialisasi, dan ketergantungan pada wilayah hub.
• Titik-titik perubahan dapat menjelaskan kerentanan terhadap gangguan mental dan penyakit degeneratif.

SEBUAH studi besar dari University of Cambridge menemukan bahwa otak manusia tidak menua secara linear. 

Alih-alih menurun perlahan dari bayi hingga lansia, otak justru mengalami empat “tikungan tajam” dalam cara jaringan sarafnya terhubung pada usia 9, 32, 66, dan 83 tahun. 

Temuan ini dipublikasikan dalam Nature Communications dan menambah pemahaman baru tentang bagaimana otak berkembang, matang, lalu menua.

Dr. Alexa Mousley, penulis utama studi, menyebut hasil ini sebagai “fase-fase besar penyusunan ulang jaringan otak sepanjang hidup manusia.” 

Setiap fase menunjukkan karakter topologi yang berbeda—bagaimana otak menyeimbangkan integrasi antarwilayah, spesialisasi, serta peran penting daerah-daerah penghubung (hub).

Penelitian ini menganalisis 4.216 hasil MRI difusi dari sembilan proyek riset di Inggris dan AS, memetakan perubahan jaringan materi putih (white matter) pada rentang usia 0–90 tahun. 

Dengan algoritma manifold learning UMAP, para ilmuwan memadatkan 12 ukuran topologi otak menjadi tiga dimensi. Hasilnya: tampak empat “inflection moments” atau titik belokan yang jelas.

Lima era otak yang teridentifikasi:

1. Masa kanak-kanak (0–9 tahun)
2. Remaja hingga dewasa awal (9–32 tahun)
3. Dewasa (32–66 tahun)
4. Penuaan awal (66–83 tahun)
5. Penuaan lanjut (83–90 tahun)

Masing-masing era punya “kepribadian struktural” sendiri, kombinasi antara efisiensi global, spesialisasi lokal, dan ketergantungan pada node pusat.

Titik Balik Pertama

Pada masa kanak-kanak, otak dipenuhi sinaps yang saling berebut bertahan. Materi putih berkembang pesat, namun efisiensi global justru menurun. Ini adalah fase “pembersihan besar-besaran”—otak membuang koneksi lemah dan mempertahankan yang paling aktif.

Sekitar usia 9 tahun, topologi otak berubah arah. Ini menandai pergeseran dari fokus pada koneksi lokal menuju penguatan jaringan global, sejalan dengan perubahan hormonal dan peningkatan kapasitas kognitif anak.

Puncak Arsitektur Otak

Usia 9–32 adalah masa keemasan integrasi jaringan saraf. Koneksi menjadi lebih pendek dan efisien: otak lebih cepat memproses informasi, dan spesialisasi makin kuat. Namun perubahan terbesar terjadi pada usia 32, momen paling dramatis dalam grafik topologi.

Ini adalah akhir “masa remaja biologis” menurut para peneliti, bukan berdasarkan perilaku, tetapi berdasarkan struktur otak. Setelah titik ini, efisiensi global berhenti meningkat dan jaringan otak memasuki periode stabilitas jangka panjang.

Awal Menua

Pada usia 32–66, integrasi perlahan menurun sementara pemisahan jaringan meningkat. Otak makin mengandalkan koneksi jarak pendek, atau komunikasi “antar-tetangga.”

Di usia 66, perubahan besar kedua terjadi: white matter mulai menipis, modularitas meningkat, dan jaringan makin terfragmentasi. Temuan ini selaras dengan risiko meningkatnya demensia dan penyakit vaskular.

Ketergantungan pada “Hub”

Usai usia 83, otak memasuki fase terakhir: jaringan semakin bergantung pada beberapa node penting (hub), seperti gyrus oksipital dan postcentral. Ini menandakan berkurangnya sumber daya untuk mempertahankan jaringan luas.

Kenapa Titik-Titik Ini Penting?

Profesor Duncan Astle, salah satu penulis studi, menyebut bahwa fase-fase ini membantu menjelaskan mengapa gangguan mental dan penyakit neurodegeneratif sering muncul pada masa tertentu. 

Saat otak tengah mengatur ulang jaringannya, kerentanan meningkat.

Dr. Katya Rubia dari King’s College London menambahkan bahwa mengetahui “patokan normal” pembangunan otak dapat membantu mendeteksi penyimpangan yang terkait dengan gangguan mental. 

Meski begitu, tim peneliti menekankan bahwa sampel riset mayoritas dari populasi kulit putih dan neurotipikal, artinya variasi budaya, jenis kelamin, dan pengalaman hidup dapat membuat peta ini berbeda.

Disadur dari ZME Science.