T-Maze. Tugas memori kerja spasial. Pada uji pertama yang dilakukan, tikus hanya diperbolehkan melewati lorong yang terdapat makanan di bagian ujungnya (gambar sebelah kiri). Sesaat setelah itu, pada uji kedua, makanan ditempatkan pada ujung lorong yang berbeda (gambar kanan). Pada uji kedua, tikus harus mengingat lorong pada uji pertama untuk mencari lorong yang tepat dimana di ujungnya terdapat makanan. (Credit: Yamamoto, et al., 2014)
T-Maze. Tugas memori kerja spasial. Pada uji pertama yang dilakukan, tikus hanya diperbolehkan melewati lorong yang terdapat makanan di bagian ujungnya (gambar sebelah kiri). Sesaat setelah itu, pada uji kedua, makanan ditempatkan pada ujung lorong yang berbeda (gambar kanan). Pada uji kedua, tikus harus mengingat lorong pada uji pertama untuk mencari lorong yang tepat dimana di ujungnya terdapat makanan. (Credit: Yamamoto, et al., 2014)

Ilmuwan Temukan Mekanisme Saraf Koreksi Kesalahan

Diposting pada

Bhataramedia.com – Setelah pencarian selama 8 tahun, para ilmuwan di RIKEN-MIT Center for Neural Circuit Genetics menangkap sinyal otak rumit yang mendasari pemindahan memori. Para ilmuwan, untuk pertama kalinya sekaligus menemukan sirkuit saraf yang mengkontrol kondisi “oops”. Kondisi “oops” adalah ketika seseorang menyadari kesalahan dan mengambil tindakan yang benar untuk memperbaikinya.

Temuan yang dipublikasikan di jurnal Cell ini telah memverifikasi hipotesis berusia 20 tahun mengenai bagaimana daerah di otak berkomunikasi. Di dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti telah “mengejar” jenis sinyal otak ephemeral (bersifat sementara) yang disebut osilasi gamma. Osilasi gamma adalah ledakan berskala milidetik dari aktivitas listrik seperti gelombang tersinkronisasi yang melewati jaringan otak seperti riak di kolam. Pada tahun 1993, ilmuwan Jerman Wolf Singer mengusulkan bahwa gelombang gamma mengaktifkan pengikatan asosiasi memori. Misalnya, di dalam proses yang disebut memori kerja, hewan menyimpan dan mengingat asosiasi memori jangka pendek ketika menjelajahi lingkungan.

Pada tahun 2006, tim ilmuwan MIT bawah arahan Peraih Nobel, Susumu Tonegawa mulai belajar untuk memahami memori kerja pada tikus. Mereka melatih hewan untuk menavigasi labirin T dan berbelok ke kiri atau kanan di persimpangan untuk hadiah makanan. Mereka menemukan bahwa memori kerja membutuhkan komunikasi antara dua area di otak, hippocampus dan korteks entorhinal. Akan tetapi, bagaimana tikus mengetahui arah yang benar dan sinyal saraf untuk transfer memori dari peristiwa ini masih belum jelas.

Penulis utama studi ini, Juni Yamamoto, menyadari bahwa tikus kadang-kadang membuat kesalahan, mereka belok ke arah yang salah kemudian berhenti dan berbalik untuk pergi ke arah yang benar. Uji coba tersebut diberi nama “oops” di notebook Yamomoto. Hal tersebut membuat Yamamoto penasaran. Dia kemudian merekam aktivitas saraf di sirkuit otak dan mengamati ledakan gelombang gamma sebelum momen “oops” terjadi. Dia juga melihat gelombang gamma ketika tikus memilih arah yang benar, tetapi gelombang gamma tidak ada ketika tikus gagal untuk memilih arah yang benar atau tidak memperbaiki kesalahan mereka.

Para ilmuwan kemudian mencoba untuk memblokir osilasi gamma dan mencegah tikus membuat keputusan yang benar. Untuk melakukan hal tersebut, para peneliti menciptakan tikus transgenik dengan light-activated protein (protein yang aktif oleh cahaya) yang disebut archaerhodopsin (ArchT) di bagian hippocampus. Dengan menggunakan serat optik yang ditanamkan di otak, cahaya dapat melintas ke dalam sirkuit hippocampal-entorhinal dan mematikan aktivitas gamma. Sesuai dengan gagasan para peneliti, tikus tidak dapat lagi secara akurat memilih arah yang benar dan jumlah peristiwa “oops” menurun.

Dilansir laman RIKEN (25/4/2014), temuan ini memberikan bukti kuat dari peran osilasi gamma terhadap kognisi dan meningkatkan potensi keterlibatan osilasi gamma di dalam perilaku lain yang membutuhkan pengambilan dan evaluasi memori kerja. Hal tersebut dapat membuka “pintu” untuk memahami jenis perilaku yang disebut metakognisi, yang merupakan kemampuan untuk mengkontrol keadaan atau aspek kognitif. Mengenai munculnya osilasi gamma di dalam kasus “oops”, Dr. Tonegawa menyatakan: “Data kami menunjukkan bahwa hewan secara sadar memantau apakah pilihan perilaku mereka benar dan menggunakan kembali memori untuk meningkatkan hasil pilihan mereka.”

Referensi Jurnal :

Jun Yamamoto, Junghyup Suh, Daigo Takeuchi, and Susumu Tonegawa, “Successful Execution of Working Memory Linked to Synchronized High Frequency Gamma Oscillations” Cell, 2014 May 8, 157 (4): doi; 10.1016/j.cell.04.009.