PORTAL BANGKA BELITUNG - Para ilmuwan telah menemukan bentuk unik dari pesan sel yang terjadi di otak manusia yang belum pernah terlihat sebelumnya.
Hal yang menarik, penemuan ini mengisyaratkan bahwa otak kita mungkin merupakan unit komputasi yang lebih kuat daripada yang kita sadari.
Awal tahun lalu, para peneliti dari institut di Jerman dan Yunani melaporkan mekanisme di sel kortikal luar otak yang menghasilkan sinyal 'bertingkat' baru dengan sendirinya, yang bisa memberi neuron individu cara lain untuk menjalankan fungsi logisnya.
Dengan mengukur aktivitas listrik di bagian jaringan yang diambil selama operasi pada pasien epilepsi dan menganalisis struktur mereka menggunakan mikroskop fluoresen, ahli saraf menemukan sel-sel individu di korteks tidak hanya menggunakan ion natrium biasa untuk 'membakar', tetapi juga kalsium.
Kombinasi ion bermuatan positif ini memicu gelombang tegangan yang belum pernah terlihat sebelumnya, yang disebut sebagai potensial aksi dendritik yang dimediasi kalsium, atau dCaAP.
Otak – terutama yang berasal dari manusia – sering dibandingkan dengan komputer. Analogi ini memiliki batasnya, tetapi pada beberapa tingkat mereka melakukan tugas dengan cara yang sama.
Baca Juga: Cuaca Ekstrim Menyapu Dunia! Saat Bencana Alam Terjadi di Berbagai Belahan Benua
Keduanya menggunakan kekuatan tegangan listrik untuk melakukan berbagai operasi.
Pada komputer berbentuk aliran elektron yang agak sederhana melalui persimpangan yang disebut transistor.
Sedangkan pada neuron, sinyal berupa gelombang membuka dan menutup saluran yang menukar partikel bermuatan seperti natrium, klorida, dan kalium. Pulsa ion yang mengalir ini disebut potensial aksi.
Alih-alih transistor, neuron mengelola pesan-pesan ini secara kimiawi di ujung cabang yang disebut dendrit.
"Dendrit sangat penting untuk memahami otak karena mereka adalah inti dari apa yang menentukan kekuatan komputasi dari neuron tunggal," ilmuwan saraf Humboldt Matthew University, Larkum mengatakan kepada Walter Beckwith di American Association for the Advancement of Science pada Januari 2020.
Dendrit adalah lampu lalu lintas sistem saraf kita. Jika potensial aksi cukup signifikan, dapat diteruskan ke saraf lain, yang dapat memblokir atau meneruskan pesan.
Ini adalah dasar logis dari otak kita – riak tegangan yang dapat dikomunikasikan secara kolektif dalam dua bentuk: baik pesan AND (jika x dan y dipicu, pesan diteruskan); atau pesan ATAU (jika x atau y dipicu, pesan akan diteruskan).
Diperdebatkan, tidak ada tempat yang lebih kompleks daripada di bagian luar sistem saraf pusat manusia yang padat dan berkerut; korteks serebral.
Lapisan kedua dan ketiga yang lebih dalam sangat tebal, dikemas dengan cabang-cabang yang menjalankan fungsi tingkat tinggi yang kita kaitkan dengan sensasi, pikiran, dan kontrol motorik.
Baca Juga: 3 Resep Minuman Herbal Menjaga Daya Tahan Tubuh Disaat Pandemi Covid-19, Sari Apel Salahsatunya!
Jaringan dari lapisan inilah yang diamati dengan cermat oleh para peneliti, menghubungkan sel ke perangkat yang disebut penjepit somatodendritik untuk mengirim potensi aktif ke atas dan ke bawah setiap neuron, merekam sinyal mereka.
"Ada momen 'eureka' ketika kami melihat potensial aksi dendritik untuk pertama kalinya," kata Larkum.
Untuk memastikan penemuan apa pun tidak unik untuk orang dengan epilepsi, mereka memeriksa ulang hasil mereka dalam beberapa sampel yang diambil dari tumor otak.
Baca Juga: Link Daftar Beasiswa LPDP Tahap 2, Klik Disini dengan Mudah Daftar Sekarang!
Sementara tim telah melakukan eksperimen serupa pada tikus, jenis sinyal yang mereka amati berdengung melalui sel manusia sangat berbeda.
Lebih penting lagi, ketika mereka memberi dosis sel dengan penghambat saluran natrium yang disebut tetrodotoxin, mereka masih menemukan sinyal. Hanya dengan memblokir kalsium, semuanya menjadi tenang.
Menemukan potensi aksi yang dimediasi oleh kalsium cukup menarik. Tetapi memodelkan cara jenis sinyal baru yang sensitif ini bekerja di korteks mengungkapkan kejutan.
Baca Juga: Megajarkan untuk Berhemat, Drama Korea Terbaru 2021 Monthly Megazine House Kebanjiran Penonton!
Selain fungsi logika AND dan tipe OR, neuron individu ini dapat bertindak sebagai persimpangan 'eksklusif' OR (XOR), yang hanya mengizinkan sinyal ketika sinyal lain dinilai dengan cara tertentu.
"Secara tradisional, operasi XOR dianggap membutuhkan solusi jaringan," tulis para peneliti.
Lebih banyak pekerjaan perlu dilakukan untuk melihat bagaimana dCaAP berperilaku di seluruh neuron, dan dalam sistem yang hidup. Belum lagi apakah itu makhluk manusia, atau apakah mekanisme serupa telah berevolusi di tempat lain di dunia hewan.
Teknologi juga mencari inspirasi dari sistem saraf kita sendiri tentang bagaimana mengembangkan perangkat keras yang lebih baik; mengetahui sel individu kita sendiri memiliki beberapa trik lagi dapat mengarah pada cara baru untuk transistor jaringan.
Bagaimana tepatnya alat logika baru ini dipadatkan ke dalam satu sel saraf yang diterjemahkan ke dalam fungsi yang lebih tinggi adalah pertanyaan yang harus dijawab oleh peneliti masa depan.***