Pasien Covid-19 yang menerima terapi oksigen atau mengalami demam menunjukkan volume materi abu-abu yang berkurang di jaringan frontal-temporal otak, menurut sebuah studi baru yang dipimpin oleh para peneliti di Georgia State University dan Georgia Institute of Technology.
Studi tersebut menemukan volume materi abu-abu yang lebih rendah di wilayah otak ini dikaitkan dengan tingkat kecacatan yang lebih tinggi di antara pasien Covid-19, bahkan enam bulan setelah keluar dari rumah sakit.
Materi abu-abu sangat penting untuk memproses informasi di otak dan kelainan materi abu-abu dapat memengaruhi seberapa baik neuron berfungsi dan berkomunikasi. Studi yang dipublikasikan pada edisi Mei 2021 Neurobiologi Stres, menunjukkan materi abu-abu di jaringan frontal dapat mewakili wilayah inti untuk keterlibatan otak dalam Covid-19, bahkan lebih dari kerusakan yang terkait dengan manifestasi klinis penyakit, seperti stroke.
Para peneliti, yang berafiliasi dengan Center for Translational Research in Neuroimaging and Data Science (TReNDS), menganalisis pemindaian tomografi terkomputasi pada 120 pasien neurologis, termasuk 58 dengan Covid-19 akut dan 62 tanpa Covid-19, dicocokkan untuk usia, jenis kelamin dan penyakit. Pekerjaan itu dilakukan bersama dengan Enrico Premi dan rekan-rekannya di Universitas Brescia di Italia, yang menyediakan data untuk penelitian ini. Mereka menggunakan analisis morfometri berbasis sumber, yang meningkatkan kekuatan statistik untuk studi dengan ukuran sampel sedang.
Peneliti Kuaikuai Duan dan Vince Calhoun telah menemukan bahwa komplikasi neurologis pasien Covid-19 mungkin terkait dengan volume materi abu-abu yang lebih rendah di wilayah depan otak bahkan enam bulan setelah keluar dari rumah sakit. Kredit: Vince Calhoun, Georgia Tech
“Ilmu pengetahuan telah menunjukkan bahwa struktur otak memengaruhi fungsinya, dan pencitraan otak yang abnormal telah muncul sebagai ciri utama Covid-19,” kata Kuaikuai Duan, penulis pertama studi tersebut, asisten peneliti pascasarjana di TReNDS dan Ph.D. mahasiswa di Sekolah Teknik Elektro dan Komputer Georgia Tech. “Penelitian sebelumnya telah memeriksa bagaimana otak dipengaruhi oleh Covid-19 menggunakan pendekatan univariat, tetapi penelitian kami adalah yang pertama menggunakan pendekatan multivariat berbasis data untuk menghubungkan perubahan ini dengan karakteristik spesifik Covid-19 (misalnya demam dan kurangnya oksigen) dan hasil (tingkat kecacatan).
Analisis menunjukkan pasien dengan tingkat kecacatan yang lebih tinggi memiliki volume materi abu-abu yang lebih rendah di gyri superior, medial dan tengah frontal saat keluar dan enam bulan kemudian, bahkan ketika mengendalikan penyakit serebrovaskular. Volume materi abu-abu di wilayah ini juga berkurang secara signifikan pada pasien yang menerima terapi oksigen dibandingkan dengan pasien yang tidak menerima terapi oksigen. Pasien dengan demam mengalami penurunan volume materi abu-abu yang signifikan pada gyrus temporal inferior dan tengah serta gyrus fusiformis dibandingkan dengan pasien tanpa demam. Hasil penelitian menunjukkan Covid-19 dapat memengaruhi jaringan frontal-temporal melalui demam atau kekurangan oksigen.
Pengurangan materi abu-abu di superior, medial, dan girus frontal tengah juga hadir pada pasien dengan agitasi dibandingkan dengan pasien tanpa agitasi. Ini menyiratkan bahwa perubahan materi abu-abu di wilayah frontal otak mungkin mendasari gangguan mood yang biasa ditunjukkan oleh pasien Covid-19.
“Komplikasi neurologis semakin banyak didokumentasikan untuk pasien dengan Covid-19,” kata Vince Calhoun, penulis senior studi dan direktur TReNDS. Calhoun adalah Profesor Psikologi Universitas Distinguished di Georgia State dan memegang janji di Sekolah Teknik Listrik dan Komputer di Georgia Tech dan di bidang neurologi dan psikiatri di Universitas Emory. "Pengurangan materi abu-abu juga telah terbukti hadir dalam gangguan mood lain seperti skizofrenia dan kemungkinan terkait dengan cara materi abu-abu memengaruhi fungsi neuron."
Temuan penelitian menunjukkan perubahan pada jaringan frontal-temporal dapat digunakan sebagai penanda biologis untuk menentukan kemungkinan prognosis Covid-19 atau mengevaluasi pilihan pengobatan untuk penyakit tersebut. Selanjutnya, para peneliti berharap dapat mereplikasi penelitian pada ukuran sampel yang lebih besar yang mencakup banyak jenis pemindaian otak dan populasi pasien Covid-19 yang berbeda.
Referensi: “Perubahan volume materi abu-abu frontal-temporal dikaitkan dengan ukuran klinis orang dewasa yang lebih tua dengan COVID-19” oleh Kuaikuai Duan, Enrico Premi, Andrea Pilotto, Viviana Cristillo, Alberto Benussi, Ilenia Libri, Marcello Giunta, H. Jeremy Bockholt, Jingyu Liu, Riccardo Campora, Alessandro Pezzini, Roberto Gasparotti, Mauro Magoni, Alessandro Padovani and Vince D. Calhoun, 13 April 2021, Neurobiologi Stres.
DOI: 10.1016/j.ynstr.2021.100326
TReNDS adalah kemitraan antara Georgia State, Georgia Tech dan Emory University dan berfokus pada peningkatan pemahaman kita tentang otak manusia menggunakan pendekatan analitik tingkat lanjut. Pusat ini menggunakan berbagi data skala besar dan teknik fusi data multi-modal, termasuk pembelajaran mendalam, genomik, pemetaan otak, dan kecerdasan buatan.
