Erken Ergenlikte Mahalle Hava Kirliliği, Beyin Gelişimini Yavaşlatıyor

Adolescent Brain Cognitive Development (ABCD) Çalışması’ndan alınan verilerin analizi, yüksek ince partikül maddesi veya ozon seviyelerine sahip komşuluklarda yaşayan çocukların, demografik olarak benzer düşük kirletici ortamlarda yaşayan akranlarına göre iki yıllık süreçte daha az nörokognitif olgunlaşma gösterdiğini buldu. Akranlarıyla karşılaştırıldığında, bilişsel görev performansında daha küçük artışlar, beyin ağları organizasyonunun daha az olgunlaşması ve gelişimle normal olarak ortaya çıkan kortikal incelmenin daha azı gözlemlendi. Makale Developmental Cognitive Neuroscience‘da yayımlandı.

Ergenlik, dikkati sürdürme, ilgili bilgileri işleme ve bilişsel denetim gösterme yeteneğinin gelişmeye devam ettiği hızlı bir beyin gelişimi dönemidir. Aynı zamanda serebral korteks, kortikal incelme ve beyin ağları arasındaki iletişimin artan özelleşmesi dahil olmak üzere büyük yapısal ve işlevsel değişiklikler geçirir.

Hava kirliliği, bu gelişim süreçlerine olası bir çevresel etki olarak giderek büyüyen bir endişe uyandırdı. PM2.5 veya ince partikül maddesi özellikle kaygı vericidir çünkü parçacıkları kırmızı kan hücrelerinden daha küçüktür ve kan dolaşımı boyunca yol alabilirken, bazı toksik bileşenler burun boşluğu ve koku alma sistemi aracılığıyla beyne ulaşabilir. Smog içinde bulunan bir gaz olan ozon, kronik oksidatif stres yoluyla sinir hücrelerine zarar verebilir ve beyindeki iltihaplanma, kirletici maddelerin gelişimi etkileyebileceğine dair başka bir yol olarak öne sürüldü.

Nörogörüntüleme çalışmaları, PM2.5, ozon ve azot oksitlerine maruz kalmayı çocuklar ve ergenlerde kortikal kalınlık, beyin hacmi, yüzey alanı ve işlevsel bağlantılıktaki farklılıklarla ilişkilendirdi. Ancak bu ilişkilerin yönü ve anlam tutarsız olmuştur; bazı bulgular olgunlaşmanın geciktiğini gösterirken diğerleri daha ileri gelişim örüntülerini işaret ediyor gibi görünmektedir. Bu beyin farklılıklarının çocukların düşünme yeteneklerinde yansıyıp yansıtılmadığını inceleyen az sayıda çalışma da bulunmaktadır.

Bir zorluk, kirlilik maruz kalmasının sosyoekonomik ve komşuluk faktörleriyle sıkı sıkıya iç içe olmasıdır; bu da gözlemlenen beyin farklılıklarının kendileri kirletici maddelerden mi yoksa çocukların yaşadığı ortamların diğer özelliklerinden mi kaynaklandığını belirlemeyi zorlaştırır.

Çalışmanın yazarlarından Michigan Üniversitesi’nden Omid Kardan ve meslektaşları, erken ergenlik öncesi ve ergenlik döneminde yüksek PM2.5 ve ozon maruz kalmasının beyin gelişimi ve bilişsel performans üzerindeki etkilerini izole etmeyi amaçladı. Her iki kirletici maddenin de yüksek maruz kalmasının daha yavaş bir nörokognitif olgunlaşmayla ilişkilendirileceğini varsaydılar.

Araştırmacılar, ABD’deki 21 merkezde 9 ile 10.9 yaşları arasında kaydedilen ve devam eden uzunlamasına bir çalışma olan ABCD Çalışması’ndan verileri analiz etti. Analiz, çalışmanın başındaki verilere ve iki yıl sonraki takipten alınan verilere dayanıyordu.

Veriler, beyin bölgelerinin nasıl iletişim kurduğunu gösteren dinlenme durumu fonksiyonel rezonans görüntüleme (fMRI) taramaları, yapısal beyin taramaları ve dikkat, çalışma belleği, engelleyici denetim, işleme hızı, bellek, kelime dağarcığı ve okumayı ölçen bilişsel görevleri içeriyordu. Toplam 3.645 katılımcının her iki zaman noktasında da kullanılabilir veri vardı.

Araştırmacılar, her bir çocuğun maruz kalmasını, çalışmanın başındaki ana ikametgâhlarının etrafındaki 1 km² alanın modelledi hava kirliliği seviyelerinden tahmin etti. Yüksek maruz tiêni tanımlamak için ABD Çevre Koruma Daireyi (EPA) standartlarını kullandılar: PM2.5 için yıllık ortalamanın 9 µg/m³’ün üzerinde olması ve tepe ozon seviyesinin 70 milyarlık birimden (ppb) fazla olması. Düşük maruz kalan karşılaştırma grupları, 7 µg/m³’den az PM2.5 veya 60 ppb’den az ozonla yaşayan çocuklardan oluşturuldu.

hiçbir 40=”” amacıyla=”” analiz=”” araştırmacılar=”” ayrıca=”” ayırt=”” azot=”” bu=”” de=”” dioksit=”” düzeyde=”” dışladı.<=”” edilmedi.=”” etkilerini=”” etmek=”” eşiğini=”” hem=”” iki=”” için=”” kalan=”” kalması=”” karşılamadığı=”” katılımcı=”” kirletici=”” madde=”” maddenin=”” maruz=”” ozona=”” p=”” pm2.5=”” yüksek=”” çocuğu=””>

Kirlilik maruz kalması aile geliri ve komşulukla bağlantılı olduğu için araştırmacılar, her yüksek kirletici grubunu hane geliri, ebeveyn eğitimi, ırk ve etnik köken, cinsiyet ve yaşa göre eşleştirilmiş bir kontrol grubuyla karşılaştırdı. Son örnekler; yüksek PM2.5 maruz kalmasına sahip 348 çocuk ve 279 eşleştirilen kontrol ile ozona yüksek düzeyde maruz kalan 355 çocuk ve 324 eşleştirilen kontrolleri içeriyordu. Analizler ayrıca ergenlik, mental sağlık belirtileri ve komşuluk dezavantajı gibi faktörlerle de düzeltildi.

Araştırmacılar üç ölçümü tek bir nörokognitif olgunlaşma endeksi içinde birleştirdi: bilişsel görev performansı, ortal kortikal kalınlık ve bir çocuğun beyin ağlarının organizasyonunun yetişkinlerininkiyle bebeklerininkinden ne kadar daha yakın olduğu ölçümdür. Kortical incelme, bu yaş aralığında beyin olgunlaşmasının normal bir parçasıdır; dolayısıyla daha fazla incelme daha fazla olgunlaşmayı işaret eder.

Düşük kirletici kontrol gruplarındaki çocuklar, bu olgunlaşma endeksinde iki yıllık süreçte istatistiksel olarak güvenilir artış gösterirken, yüksek PM2.5 ve ozon gruplarındaki çocuklar göstermedi. Başka bir deisle kontroller, bilişsel performansında daha büyük artışlar, beyin ağları organizasyonunun daha fazla olgunlaşması ve kortical incelmede yüksek kirletici ortamlardaki akranlarına göre daha fazlasını gösterdi. Farklılıklar küçüktü ve araştırmacıların diğer kirleticiye maruz kalmayı hesaba katması durumunda da ayakta kaldı.

“Sağlıklı bilişsel gelişim, dayanıklılık ve akademik başarı birden fazla alanın merkezinde bulunduğu için bu kirletici maddelerin konut ve okul alanlarında azaltılmasına yönelik daha fazla çaba yönlendirilmelidir,” çalışma yazarları sonuçlandı.

Çalışma, bilişsel gelişimi etkileyen çevresel faktörler hakkındaki bilimsel bilgiye katkıda bulunmaktadır. Ancak çalışma gözlemseldi ve hava kirliliği verileri her katılımcının evinin etrafındaki 1 km² alanın ortamlık (çevre) hava kirliliğine dayanıyordu; bu da gerçek maruz kalmayı tam olarak yansıtmayabilir. Kirlilik yalnızca çalışmanın başında ölçüldüğü için veriler çalışma sırasındaki taşımaları veya yaşamın erken dönemlerindeki, doğum dahil olmak üzere daha önceki maruz kalmayı yakalamamış olabilir.

Ayrıca ozon ölçümü, EPA’nın standart hesaplaması yerine bir yıl içinde kaydedilen en yüksek seviyeye dayanıyordu; bu da yüksek maruz kalan çocuk sayısını abartmış olabilir. İyi eşleştirilmiş gruplar oluşturmak için araştırmacılar ayrıca düşük kirletici ortamlarda demografik olarak benzer akranları olmayan, yüksek PM2.5 maruz kalmasına sahip 35 çocuğu da dışlamak zorunda kaldılar; bu da bulguların ne kadar temsilci olduğunu sınırlar.

Makale, “Neighborhood air pollution is associated with attenuated neurocognitive maturation over early adolescence“, Omid Kardan, Chacriya Sereeyothin, Kathryn E. Schertz, Mike Angstadt, Alexander S. Weigard, Marc G. Berman, Mary M. Heitzeg ve Monica D. Rosenberg tarafından yazıldı.