Beranda Headlines Peneliti Temukan Speedometer di Otak

Peneliti Temukan Speedometer di Otak

2183
otak, speedometer
Para peneliti di University of Bonn telah mengidentifikasi sirkuit saraf di otak tikus yang penting untuk gerakan dan navigasi di dalam ruang. Sel-sel saraf ini dianggap ada di dalam bentuk yang sama pada manusia, memberikan sinyal awal untuk bergerak dan juga menyediakan dengan informasi yang terkait kecepatan.(Credit: DZNE / Falko Fuhrmann)
otak, speedometer
Para peneliti di University of Bonn telah mengidentifikasi sirkuit saraf di otak tikus yang penting untuk gerakan dan navigasi di dalam ruang. Sel-sel saraf ini dianggap ada di dalam bentuk yang sama pada manusia, memberikan sinyal awal untuk bergerak dan juga menyediakan dengan informasi yang terkait kecepatan.(Credit: DZNE / Falko Fuhrmann)

Bhataramedia.com – Sirkuit saraf di otak tikus yang penting untuk gerakan dan navigasi di dalam ruangan telah diidentifikasi. Sel-sel saraf ini dianggap ada di dalam bentuk yang sama pada manusia, memberikan sinyal awal untuk bergerak dan juga menyediakan otak dengan informasi yang terkait kecepatan.

Para ilmuwan di German Center for Neurodegenerative Diseases (DZNE) dan University of Bonn yang dipimpin oleh Prof. Stefan Remy telah melaporkan hal tersebut di jurnal Neuron.

Penyelidikan mereka memberikan wawasan baru ke dalam kerja memori spasial. Selain itu, temuan ini juga dapat membantu meningkatkan pemahaman kita mengenai gejala-gejala gerakan yang berhubungan dengan penyakit Parkinson.

Di dalam lingkungan yang sudah familiar, gerakan yang kita lakukan memiliki tujuan. Sebagai contoh, jika kita meninggalkan meja kantor untuk coffe break, kita secara alami mengikuti rute yang telah ditetapkan yang telah disimpan di dalam ingatan kita. Untuk menjaga kita tetap berada di jalur, otak kita harus memproses berbagai tayangan sensorik dengan cepat. “Ini adalah masalah mendasar yang harus dihadapi oleh otak kita. Bukan hanya di dalam perjalanan menuju mesin kopi, tetapi setiap saat ketika kita bergerak di dalam ruang. Misalnya, ketika kita sedang berada di sepeda atau mobil,” jelas Remy.

Dengan meningkatnya kecepatan, “data rate” juga meningkat, dia menekankan : “Semakin cepat kita bergerak, semakin sedikit waktu yang dibutuhkan otak untuk mengambil isyarat dari lingkungan dan mengaitkannya dengan lokasi peta spasial yang telah kita ingat. Sehingga, persepsi kita harus mengikuti kecepatan gerakan, agar kita dapat mengingat cara yang tepat untuk pergi. Jika tidak, kita akan berakhir di mesin fotokopi bukan mesin kopi.”

Fluktuasi Ritmis

Telah diketahui untuk beberapa waktu bahwa hipokampus (bagian dari otak yang mengontrol memori, terutama memori spasial) melakukan penyesuaian dengan kecepatan gerak. “Aktivitas listrik dari hipokampus mengalami fluktuasi ritmis. Semakin cepat kita bergerak, sel-sel saraf tertentu lebih cepat diaktifkan,” kata Remy. “Meningkatnya tingkat aktivasi ini membuat otak peka. Otak akan menjadi lebih reseptif terhadap perubahan tayangan sensorik yang harus diproses saat bergerak.”

Namun, bagaimana otak benar-benar mengetahui seberapa cepat suatu gerakan? Sebelumnya tidak ada jawaban untuk pertanyaan ini. Saat ini, Remy dan rekan-rekannya telah menerjemahkan mekanisme tersebut. Di dalam melakukannya, mereka merangsang daerah tertentu di dalam otak tikus dan mencatat aktivitas otak, serta gerakan tikus.

“Kami telah mengidentifikasi sirkuit saraf pada tikus yang menghubungkan memori spasial mereka dengan kecepatan gerakan mereka. Interaksi ini merupakan fondasi penting untuk berfungsinya memori spasial,” kata Remy. “Kami berasumsi bahwa manusia memiliki sel-sel saraf yang sama, karena otak tikus dan manusia memiliki struktur yang sangat mirip di wilayah ini.”

Kelompok sel kecil

Sel-sel tersebut berada di dalam “medial septum,” bagian dari otak yang langsung terhubung ke hipokampus. Sel-sel ini membuat sebuah kelompok yang relatif kecil yang terdiri dari beberapa ribu sel. “Sel-sel ini mengumpulkan informasi dari sistem sensorik dan alat gerak, menentukan kecepatan gerakan dan mengirimkan informasi ini kepada hipokampus. Dengan cara ini, sel-sel tersebut menyesuaikan sistem memori spasial untuk pengolahan rangsangan sensorik secara optimal selama gerakan,” jelas Remy. Namun, sirkuit ini memiliki fungsi yang bahkan lebih. “Kami telah menemukan bahwa sirkuit ini juga memberikan sinyal awal untuk bergerak dan secara aktif mengontrol kecepatan. Sampai saat ini, fungsi kontrol ini hampir secara eksklusif dideskripsikan berasal dari korteks serebral motorik.”

Penemuan sel-sel saraf baru ini, terkait dengan daerah otak yang terkena Parkinson pada manusia. Penyakit ini berhubungan dengan gejala-gejala terkait gerakan dan dapat menyebabkan demensia. “Di dalam hal ini, hasil temuan kami melampaui kerja dari memori spasial. Selain itu, juga memiliki potensi untuk memberikan wawasan baru bagaimana sistem memori dan pelaksanaan gerakan terpengaruh oleh penyakit Parkinson,” kata Remy, seperti dilansir German Center for Neurodegenerative Diseases (03/06/2015).

Referensi :

Falko Fuhrmann, Daniel Justus, Liudmila Sosulina, Hiroshi Kaneko, Tatjana Beutel, Detlef Friedrichs, Susanne Schoch, Martin Karl Schwarz, Martin Fuhrmann, Stefan Remy. Locomotion, Theta Oscillations, and the Speed-Correlated Firing of Hippocampal Neurons Are Controlled by a Medial Septal Glutamatergic Circuit. Neuron, 2015; 86 (5): 1253 DOI: 10.1016/j.neuron.2015.05.001.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here