Penelitian ilmiah baru telah menemukan jenis neuron yang akan bertindak sebagai semacam jam atau metronom, menjaga otak tetap sinkron.
Sel-sel otak ini, dibaptis dengan nama neuron metronom, dapat memainkan peran mendasar dalam mengoordinasikan aktivitas saraf.
- Artikel terkait: ” Jenis neuron: karakteristik dan fungsi “
Gelombang gamma: konduktor orkestra?
Otak kita seperti gedung konser yang besar. Untuk mengarahkan dan mengelola banyak proses kognitif yang kompleks, beberapa kelompok neuron perlu diaktifkan dan, seperti anggota orkestra musik yang berbeda, bekerja secara harmonis untuk menghasilkan simfoni proses yang memungkinkan kita untuk memahami dan berinteraksi dengannya. lingkungan kita.
Tetapi seperti orkestra, otak mungkin memerlukan konduktor untuk menjaga semua bagiannya tetap aktif dan sinkron. Dalam pengertian ini, ada beberapa ahli saraf yang berpendapat bahwa ritme gamma, gelombang otak yang berfluktuasi pada frekuensi sekitar 40 siklus per detik, dapat memainkan peran ini.
Osilasi gelombang gamma ini diyakini bertindak sebagai semacam jam atau metronom yang mengoordinasikan transfer informasi dari satu kelompok neuron ke kelompok lain, jadi tampaknya ada banyak bukti yang menunjukkan bahwa peran gelombang gamma dalam pemrosesan kognitif sangat penting.
Selama beberapa dekade penelitian pada manusia dan hewan lain, pola telah ditemukan di banyak area otak yang telah dikaitkan dengan berbagai proses kognitif, seperti perhatian atau memori kerja. Beberapa penelitian bahkan mengaitkan perubahan dalam osilasi gamma ini dengan berbagai penyakit neurologis, termasuk penyakit Alzheimer dan skizofrenia.
Namun, tampaknya tidak ada konsensus mutlak. Beberapa ahli saraf percaya bahwa peran gelombang gamma tidak akan begitu menentukan, dan mereka mengklaim bahwa ritme ini dapat berkorelasi dengan aktivitas otak, tetapi tidak memberikan kontribusi yang signifikan untuk itu.
Neuron metronom: studi pada tikus
Untuk menyelidiki apakah gelombang gamma benar-benar memainkan peran penting dalam mengoordinasikan aktivitas saraf, ahli saraf Moore dan Shin dari Brown University memulai studi mereka pada tikus, menemukan bahwa rangkaian neuron yang sebelumnya tidak diketahui akan bertindak sebagai metronom.
Sel-sel yang baru ditemukan ini menembakkan secara berirama pada frekuensi gamma (30-55 siklus per detik), terlepas dari apa yang terjadi di lingkungan luar, dan kemungkinan hewan akan mendeteksi stimulus sensorik dikaitkan dengan kemampuan neuron ini untuk menangani..waktu.
Moore dan Shin memulai penelitian mereka sebagai pencarian umum untuk aktivitas otak yang berhubungan dengan persepsi sentuhan. Dan untuk melakukannya, mereka menanamkan elektroda di area spesifik korteks somatosensori tikus, yang bertanggung jawab untuk memproses input dari indra. Mereka kemudian mengukur aktivitas saraf sambil mengamati kemampuan tikus untuk memperhatikan ketukan halus pada kumis mereka.
Para peneliti berfokus pada osilasi gamma dan memutuskan untuk menganalisis kelompok sel otak tertentu, yang disebut interneuron yang mempercepat cepat, karena penelitian sebelumnya telah menyarankan bahwa mereka dapat terlibat dalam menghasilkan ritme cepat ini. Analisis mengungkapkan bahwa, seperti yang diharapkan, sejauh mana sel-sel ini ditembakkan pada frekuensi gamma memprediksi seberapa baik tikus dapat mendeteksi kontak dengan kumis mereka.
Tetapi ketika ahli saraf menyelidiki penelitian ini, mereka menemukan sesuatu yang aneh. Dan itulah yang mereka harapkan bahwa sel-sel yang akan diaktifkan sebagai respons terhadap stimulus sensorik, akan menunjukkan hubungan yang paling kuat dengan ketepatan persepsi. Namun, saat memeriksa sel, tautan ini telah melemah. Jadi mereka menyadari bahwa mungkin sel tidak sensorik dan bertindak sebagai pencatat waktu, terlepas dari apa yang terjadi di lingkungan.
Dengan mengulangi analisis hanya dengan sel-sel yang tidak menanggapi masukan sensorik, dan hubungan dengan presisi persepsi menjadi lebih kuat. Selain tidak terganggu oleh lingkungan luar, subset neuron tertentu ini cenderung meningkat secara teratur dalam interval rentang gamma, seperti metronom. Terlebih lagi, semakin berirama sel, semakin baik hewan itu mendeteksi ketukan kumis. Apa yang tampaknya terjadi, melanjutkan metafora awal dari ruang konser, adalah bahwa semakin baik konduktor dalam mengatur waktu, semakin baik orkestra akan melakukannya.
- Anda mungkin tertarik: ” Jenis gelombang otak: Delta, Theta, Alpha, Beta dan Gamma “
Jam otak
Kita semua pernah mendengar tentang jam internal atau jam biologis. Dan otak kita merespons perjalanan waktu melalui sistem fisiologis yang memungkinkan kita hidup selaras dengan ritme alam, seperti siklus siang dan malam, atau musim.
Otak manusia menggunakan dua “jam”. Yang pertama, jam internal kita, yang memungkinkan kita mendeteksi berlalunya waktu dan sangat penting untuk berfungsi dalam kehidupan kita sehari-hari. Dengan jam ini kita dapat, misalnya, mengukur waktu yang berlalu antara dua aktivitas, mengetahui berapa banyak waktu yang telah kita habiskan untuk melakukan tugas seperti mengemudi atau belajar, karena jika tidak, jenis tugas ini akan berlangsung tanpa batas waktu tanpa kita sadari waktu itu. telah berlalu.
Arloji kedua tidak hanya dapat bekerja secara paralel dengan yang pertama, tetapi juga akan bersaing dengannya. Sistem otak ini akan ditempatkan dalam jam pertama, dan akan bekerja sama dengan korteks serebral untuk mengintegrasikan informasi temporal. Mekanisme ini akan dijalankan, misalnya, pada saat-saat di mana tubuh kita memperhatikan bagaimana waktu telah berlalu.
Perasaan menyadari waktu yang telah berlalu sama pentingnya dengan menyimpan ingatan tentang apa yang telah kita lakukan selama proses tersebut. Dan di sinilah struktur otak seperti hippocampus berperan, bertanggung jawab untuk proses seperti penghambatan, memori jangka panjang atau ruang, selain memainkan peran mendasar dalam memori perjalanan waktu, menurut ilmiah terbaru studi.
Di masa depan, penting untuk terus mengembangkan pengobatan baru dan menyelidiki hubungan struktur otak ini dan jam internal kita dengan penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer dan jenis demensia lainnya, serta dengan gangguan mental dan penyakit otak di mana proses degenerasi otak campur tangan gagasan tentang waktu dan ruang tubuh.
Referensi bibliografi:
- Universitas Brown (2019). Ahli saraf menemukan jenis neuron yang bertindak sebagai metronom otak. Harian Sains. Tersedia di: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190718112415.htm.