Gelombang yang Ritmis Menjaga Otak Tetap Bekerja Seperti dalam Keadaan Sadar

Farmasetika.com – Jika Anda terus mengamati MRI otak, maka akan terlihat gelombang melewati seluruh otak. Ritme gelombang ultra-slow ini diakui beberapa dekade lalu, tetapi tidak ada yang tahu apa yang harus dilakukan dengan hal ini. Data MRI pada dasarnya masih belum akurat, sehingga sebagian besar peneliti mengabaikan gelombang ultra-slow ini.

Tetapi dengan mempelajari aktivitas elektrik pada otak tikus, para peneliti di Washington University School of Medicine di St. Louis telah menemukan bahwa gelombang ultra-slow hanyalah sebuah suara atau kegaduhan.

Gelombang ini terlihat seperti ombak di laut, dan segala aktivitas otak adalah yang terjadi di dalam perahu di atas laut itu. Penelitian yang dilakukan sampai saat ini difokuskan pada kejadian di dalam perahu, dan tidak terlalu memikirkan laut itu sendiri. Namun, informasi baru menunjukkan bahwa ombak memainkan peran sentral dalam bagaimana otak secara kompleks mengoordinasikan dirinya dan bagaimana gelombang ultra-slow secara langsung terkait dengan kesadaran.

“Otak Anda memiliki 100 miliar neuron atau lebih, dan mereka harus dikoordinasikan satu sama lain,” kata penulis senior Marcus Raichle, MD, Alan A. dan Profesor Ilmu Kedokteran Edith L. Wolff dan seorang profesor radiologi di Mallinckrodt Institute of Radiology di Sekolah Kedokteran dikutip dari situs sciencedaily.com.

“Sinyal-sinyal yang berubah-ubah secara perlahan-lahan di otak ini adalah cara untuk mendapatkan koordinasi terhadap aktivitas yang sangat besar di semua area yang beragam di otak. Ketika gelombangnya naik, area menjadi lebih terangsang, ketika gelombangnya menurun, mereka menjadi kurang begitu.” Lanjutnya.

Studi ini diterbitkan 29 Maret di jurnal Neuron.

Pada awal 2000-an, Raichle dan teman-temannya menemukan pola aktivitas otak pada manusia ketika mereka berbaring dengan tenang di mesin MRI dan membiarkan pikiran mereka mengembara. Daerah yang disebut sebagai daerah istirahat menentang asumsi bahwa otak menenangkan dirinya sendiri ketika tidak terlibat secara aktif dalam suatu tugas. Sekarang diketahui bahwa bahkan ketika Anda merasa seperti Anda tidak melakukan apa-apa, otak Anda masih bekerja, menggunakan hampir sebanyak energi sat melakukan pemecahan masalah matematika yang sulit.

Menggunakan daerah yang beristirahat, peneliti lain mulai mencari – dan menemukan – area otak yang berperilaku berbeda pada orang sehat dengan pada orang yang memiliki penyakit otak seperti skizofrenia dan Alzheimer.

Tetapi bahkan ketika data MRI memberikan informasi baru tentang gangguan neuropsikiatrik, mereka juga secara konsisten menunjukkan gelombang aktivitas yang menyebar dengan keteraturan yang lambat di seluruh otak, terlepas dari penyakit yang diteliti. Gelombang serupa terlihat pada pemindaian otak monyet dan hewan pengerat.

Beberapa peneliti berpikir bahwa gelombang ultra-slow ini tidak lebih dari artefak dari teknik MRI itu sendiri. MRI memperkirakan aktivitas otak secara tidak langsung dengan mengukur aliran darah kaya oksigen selama beberapa detik.

Penulis pertama Anish Mitra, PhD, dan Andrew Kraft, PhD dan rekannya memutuskan untuk meneliti misteri gelombang ultra-slow menggunakan dua teknik yang secara langsung mengukur aktivitas listrik pada otak tikus.

Pertama, mereka mengukur aktivitas semacam itu pada tingkat sel. Di sisi lain, mereka mengukur aktivitas listrik pada lapisan di sepanjang permukaan luar otak. Mereka menemukan bahwa gelombang itu bukan artefak. Gelombang ultra-slow terlihat, dan itu bukan jumlah dari semua aktivitas listrik yang cepat di otak.

Sebaliknya, para peneliti menemukan bahwa gelombang ultra-slow secara spontan dimulai dari lapisan dalam otak tikus dan menyebar melalui lintasan yang dapat diprediksi. Ketika gelombang melewati setiap area di otak, mereka meningkatkan aktivitas listrik di tempat itu. Neuron-neuron menembak lebih antusias ketika ada gelombang di sekitarnya.

Selain itu, gelombang ultra-slow tetap terjadi ketika tikus-tikus percobaan berada di bawah pengaruh anestesi umum, tetapi dengan arah gelombang tertentu.

“Ada proses yang sangat lambat yang bergerak melalui otak untuk menciptakan peluang sementara untuk komunikasi sinyal jarak jauh,” kata Mitra.

“Cara gelombang ultra-slow ini bergerak melalui korteks berhubungan dengan perubahan besar dalam perilaku, seperti perbedaan antara keadaan sadar dan tidak sadar.” Tuturnya.

Fakta bahwa lintasan gelombang berubah begitu dramatis dengan keadaan kesadaran menunjukkan bahwa gelombang ultra-slow bisa menjadi dasar bagi bagaimana fungsi otak. Jika area otak dianggap sebagai perahu terombang-ambing di laut gelombang lambat, kecerobohan dan arah gelombang laut pasti mempengaruhi betapa mudahnya pesan dapat diteruskan dari satu perahu ke perahu lainnya, dan betapa sulitnya bagi dua perahu untuk mengoordinasikan aktivitas mereka.

Para peneliti sekarang sedang mempelajari apakah kelainan pada lintasan gelombang ultra-slow dapat menjelaskan perbedaan-perbedaan yang terlihat pada hasil scan MRI antara orang sehat dan orang dengan kondisi neuropsikiatrik seperti demensia dan depresi.

“Jika Anda melihat otak seseorang dengan skizofrenia, Anda tidak melihat luka yang besar, tetapi ada sesuatu yang tidak benar dalam bagaimana seluruh mesin dari otak diatur,” kata Raichle, yang juga seorang profesor teknik biomedis, neurologi, ilmu saraf dan ilmu psikologi dan otak.

“Apa yang kami temukan di sini dapat membantu kami mencari tahu apa yang salah. Gelombang yang sangat lambat ini unik, sering diabaikan dan benar-benar penting bagi bagaimana otak diatur. Itulah intinya.”

Disadur dari https://www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180329141012.htm