.webp)
Sebuah studi baru dari University of Chicago (UChicago) Amerika Serikat mengungkap bagaimana otak terus mengukir detail dalam ingatan tentang suatu tempat. Studi yang dipublikasi di jurnal Nature Neuroscience ini menentang gagasan sebelumnya tentang bagaimana otak memproses ingatan.
Penulis senior studi sekaligus asisten profesor Mark Sheffield menjelaskan, neuron adalah sel saraf otak yang punya peran penting dalam mengingat sebuah tempat. Ketika masuk ke sebuah ruangan, aktivitas neuron akan bergerak dengan cepat.
"Ketika memasuki sebuah ruangan, awalnya akan terasa baru, tetapi dengan cepat berubah menjadi familier bagi Anda setiap kembali. Aktivitas neuron yang mewakili ruangan itu terus berubah," tutur Sheffield dikutip dari laman resmi UChicago.
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
Obat untuk Penyakit Alzheimer dan Skizofrenia
Untuk itu, Sheffield bersama timnya di laboratorium Institut Neurosains UChicago mencoba memahami lebih lanjut tentang bagaimana sebuah ingatan diciptakan, disimpan, dan diingat di area hipokampus otak.
Studi ini berfokus pada "sel tempat" atau neuron di hipokampus. Sel ini juga terdapat di otak hewan dan aktif ketika hewan berada di luar wilayahnya.
Para ilmuwan menyebut tempat tinggal neuron di hipokampus sebagai "medan tempat" yang sesuai. Menurut konsep ini, setiap neuron memiliki medan tempat yang berbeda.
Ketika aktif, sesama sel neuron akan bekerja sama untuk menangkap ingatan di seluruh lingkungan yang terlihat. Selanjutnya, otak akan membentuk sebuah peta kognitif yang merepresentasikan internal dari dunia luar.
Jika proses ini dipahami lebih lanjut, hal ini dinilai mampu mengobati gangguan otak yang berkaitan dengan ingatan. Contohnya, penyakit Alzheimer dan skizofrenia.
Meneliti Koneksi antar Neuron
Dengan demikian, studi terbaru UChicago dimulai dengan menguraikan koneksi antar neuron atau yang disebut sinapsis. Ilmuwan melihat bagaimana respons sinapsis terhadap peristiwa dan aktivitas yang ditimbulkan otak, apakah menguat atau melemah.
Respons sinapsis ini disebut dengan plastisitas sinaptik. Meskipun para ahli saraf meyakini sinapsis punya peran penting dalam menyimpan ingatan, prosesnya ingatan bisa tersimpan belum dipahami dengan baik.
Untuk itu, peneliti pascadoktoral Antoine Madar mempelajari aktivitas sel tempat yang terekam di otak. Ia menggunakan tikus sebagai alat eksperimennya.
"Kita tahu banyak tentang fisiologi yang mendukung plastisitas sinaptik, tetapi kita biasanya tidak tahu seberapa penting hal-hal tersebut untuk pembelajaran," kata Madar.
Tikus yang dijadikan bahan eksperimen dibiarkan berlarian di lingkungan yang berbeda. Pertama, mereka berlari di lingkungan yang familiar, lalu berpindah ke lingkungan yang asing.
Melalui eksperimen ini, para peneliti berharap bisa melihat pola aktivitas yang sama ketika tikus-tikus itu berada di tempat yang mereka kenal dan pola berbeda timbul ketika mereka di lingkungan baru. Tetapi, aktivitas otak tikus menunjukkan hal yang berbeda setiap kali mereka memasuki sebuah ruangan.
Ketika berada di tempat yang familiar, neuron tetap berubah meski halus. Sedangkan, ketika berpindah ke lokasi yang sama sekali berbeda, perubahannya menjadi drastis.
Sheffield menyebut perubahan ini pasti didorong oleh plastisitas sinaptik. Namun, jika ditanya lebih rinci tentang plastisitas apa yang berubah, ia menyebut sulit untuk mengetahuinya.
"Tapi plastisitas seperti apa yang sebenarnya? Sulit untuk mengetahuinya, karena kita tidak memiliki teknologi untuk mengukurnya secara langsung pada hewan yang berperilaku," urai Sheffield.
Lantaran ingin memahami apa yang mendorong perubahan konstan tersebut, Madar membangun model komputasi neuron hipokampus. Ia juga menguji berbagai aturan plastisitas untuk melihat mana yang paling cocok dengan data tikus.
Hasil studi lampau menyimpulkan bila ketika dua neuron aktif bersamaan, maka makin kuat koneksinya dan sebaliknya. Namun, penelitian yang dilakukan Sheffield dan timnya memperoleh kesimpulan berbeda.
Mereka menunjukkan model yang paling baru dengan nama Plastisitas Sinaptik Skala Waktu Perilaku atau Behavioral Timescale Synaptic Plasticity. Model ini menyatakan bila otak pada dasarnya terus menerus bekerja dan membentuk kembali cara ingatan direkam.
Karena model ini baru ditemukan, perlu dilakukan perbandingan dengan data yang dimiliki tim Sheffield. Tujuannya untuk mengungkapkan wawasan baru tentang proses kimia apa saja yang terlibat.
Pada intinya, penelitian ini menunjukkan bawah aktivitas hipokampus dalam pembentukan memori jauh lebih dinamis. Namun, masih belum jelas apa tujuan dari pergeseran representasi ini.
Menurut Sheffield, perubahan yang terjadi mungkin berhubungan dengan pengalaman seseorang. Dengan begitu, otak tidak hanya membuat peta dan mengingat tentang lingkungan, tetapi juga mengingat seluruh pengalaman yang terjadi di sana.
"Perbedaan-perbedaan halus dalam latar, bau, waktu, dan semua perubahan kecil dalam pengalaman ini dapat dikodekan ke dalam memori melalui perubahan-perubahan dalam medan-medan tempat ini. Mereka tidak hanya mengodekan lingkungan, tetapi juga mengodekan seluruh pengalaman yang terjadi di sana," tandas Sheffield.
(det/faz)
