.webp)
Sebuah penelitian yang dilakukan tim ahli saraf Massachusetts Institute of Technology (MIT) Amerika Serikat kembali membongkar sistem yang ada di tubuh manusia. Mereka menemukan sebuah sirkuit di otak yang mengatur proses vokalisasi dan pernapasan.
Sirkuit ini mengontrol dua tindakan yang diperlukan untuk vokalisasi, yakni penyempitan laring dan menghembuskan udara dari paru-paru. Bak memiliki lampu merah, proses bicara dan bernapas ternyata dilakukan bergantian.
Fan Wang, profesor ilmu otak dan kognitif MIT yang juga penulis senior di studi ini menjelaskan sirkuit bekerja di bawah komando daerah batang otak yang juga mengatur ritme pernapasan. Hal ini menjadi alasan mengapa manusia tidak bisa melakukan keduanya secara bersamaan.
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
"Ketika Anda perlu bernapas, Anda harus berhenti bicara. Kami menemukan bahwa neuron yang mengontrol vokalisasi menerima input penghambatan langsung dari bagian yang mengatur ritme pernapasan," jelasnya dikutip dari laman MIT.
Otak Kontrol Proses Bicara
Organ yang memainkan fungsi penting untuk memproduksi suara adalah pita suara. Terletak di laring, pita suara terdiri dari dua pita otot yang dapat terbuka dan tertutup.
Pita suara akan terbuka ketika seseorang bernapas, sehingga udara bisa masuk ke paru-paru. Sedangkan ketika tertutup, udara yang dihembuskan dari paru-paru akan menghasilkan suara saat melewati tenggorokan.
Berangkat dari hal ini, peneliti MIT ingin mengetahui bagaimana otak mengontrol prosesnya. Mereka menggunakan tikus untuk proses eksperimen.
Diketahui tikus berkomunikasi satu sama lain menggunakan suara yang dikenal sebagai ultrasonic vocalizations (USV). Suara ini dihasilkan melalui mekanisme unik, yakni dengan menghembuskan udara melalui lubang kecil di antara pita suara yang hampir tertutup. Mekanisme ini dinilai mirip dengan manusia.
"Kami ingin memahami neuron apa yang mengontrol aduksi (pergerakan) pita suara dan bagaimana neuron-neuron itu berinteraksi dengan sirkuit pernapasan," tambah Wang.
Para peneliti telah mengetahui bila pergerakan pita suara dikendalikan oleh neuron motorik laring. Sehingga mereka mulai menelusuri apakah ada neuron lain yang menginervasi (distribusi ke daerah-daerah tertentu) dari neuron motorik tersebut.
Hasilnya ditemukan bila ada sekelompok neuron premotor yang berasal dari wilayah otak belakang yang mengatur hal tersebut. Mereka disebut dengan nukleus retrombiguus (RAm) yang aktif ketika tikus berbicara/berkomunikasi.
Lebih lanjut, mereka menggunakan teknik kemogenetik dan optogenetik untuk mengeksplorasi apa yang akan terjadi jika proses bicara tikus diganggu. Dengan metode yang menargetkan neuron RAm secara spesifik (RAmVOC), peneliti mencoba memblokir bagian tersebut. Ketika diblokir, tikus tidak bisa untuk bicara ataupun mengeluarkan suara. Sebaliknya, ketika RamVOC diaktifkan, suara bisa terdengar dari tikus.
Menariknya jika stimulasi dilakukan lebih dari dua detik, suara tikus akan kembali terganggu oleh proses inhalasi. Hal ini menjadi jawaban bila proses bicara berada di bawah kendali bagian otak yang sama dengan pernapasan.
"Bernapas adalah kebutuhan bertahan hidup. Meskipun neuron-neuron ini cukup untuk menghasilkan suara, mereka berada di bawah kendali pernapasan yang dapat mengesampingkan stimulasi optogenetik," tutur Wang.
Pernapasan Lebih Dominan
Meskipun berlangsung dalam sirkuit yang sama, pemetaan sinaptik dalam penelitian ini mengungkapkan bila neuron di bagian otak punya semacam lampu merahnya tersendiri. Hal ini disebut dengan kompleks pra-Bötzinger.
Kompleks pra-Bötzinger bertindak sebagai generator ritme untuk bernapas dan berbicara. Kehadirannya memastikan bila pernapasan tetap dominan atas produksi bicara dan kita harus berhenti sejenak untuk bernapas saat bicara.
Para peneliti percaya meskipun proses bicara manusia lebih kompleks daripada tikus, keduanya memiliki kesamaan. Terutama pada proses vokalisasi mendasar yang disebut fonasi.
Melalui penelitian ini, para peneliti berharap bisa mempelajari fungsi lainnya seperti batuk dan menelan makanan dapat dipengaruhi oleh sirkuit otak yang mengontrol pernapasan dan vokalisasi.
(det/nwk)
