Peneliti Buat Diagram Kabel Otak Lengkap Lalat Buah, Revolusi di Bidang Ilmu Saraf

PARA peneliti menghasilkan diagram kabel otak lengkap pertama untuk lalat buah. Sebuah prestasi yang menjanjikan revolusi di bidang ilmu saraf dan membuka jalan bagi wawasan baru, tentang bagaimana otak menghasilkan perilaku.

Dalam salah satu upaya terbesar di ilmu pengetahuan, para ilmuwan menghabiskan bertahun-tahun untuk memetakan 139.255 neuron dan 50 juta koneksi di dalam otak lalat yang seukuran biji poppy. Selama proses ini, mereka mengklasifikasikan lebih dari 8.400 jenis sel, yang merupakan daftar bagian lengkap pertama untuk membangun otak lalat.

"Anda mungkin bertanya mengapa kita harus peduli tentang otak lalat buah," kata Sebastian Seung, seorang profesor ilmu komputer dan ilmu saraf di Universitas Princeton dan salah satu pemimpin proyek FlyWire. 

Baca juga : 7 Langkah Efektif untuk Mencegah Stroke di Usia Muda

"Jawaban saya sederhana, jika kita benar-benar dapat memahami bagaimana otak bekerja, kita pasti akan belajar sesuatu tentang semua otak."

Jalinan rumit neuron, yang jika direntangkan akan mencapai 150 meter, dipetakan melalui proses teliti yang dimulai dengan memotong otak lalat betina menjadi 7.000 lapisan tipis. Setiap bagian difoto dengan mikroskop elektron untuk mengungkapkan struktur selebar empat per sejuta milimeter.

Para peneliti kemudian menggunakan kecerdasan buatan (AI) untuk menganalisis jutaan gambar dan melacak jalur setiap neuron dan koneksi sinapsis di seluruh organ kecil tersebut. Karena AI sering membuat kesalahan, sekelompok ilmuwan dan sukarelawan di seluruh dunia direkrut untuk membantu memperbaiki kesalahan tersebut dan menyelesaikan peta.

Baca juga : 11 Dampak Negatif Tidur Berlebihan, Bisa Menurunkan Daya Ingat hingga Stroke

Pekerjaan ini telah membuahkan hasil. Dengan diagram tersebut, peneliti telah menemukan neuron "interogator" yang tampaknya menggabungkan berbagai jenis informasi, dan neuron "penyiar" yang mungkin mengirim sinyal untuk mengoordinasikan aktivitas di seluruh sirkuit saraf. Mereka juga menemukan sirkuit saraf khusus yang, ketika dipicu, membuat lalat buah berhenti bergerak.

Sebagai contoh awal dari apa yang akan datang, para peneliti menggunakan diagram ini, yang dikenal sebagai konektom, untuk membangun simulasi komputer dari sebagian otak lalat. Eksperimen dengan simulasi tersebut membantu mengidentifikasi sirkuit saraf yang digunakan untuk memproses rasa, yang menunjukkan bahwa simulasi di masa depan dapat memberikan wawasan lebih lanjut tentang bagaimana jaringan otak menciptakan perilaku hewan.

"Konektomika adalah awal dari transformasi digital dalam ilmu saraf, dan transformasi ini akan meluas ke simulasi otak," kata Seung. "Ini akan mempercepat cara kita melakukan ilmu saraf."

Baca juga : Eks Menkes Sarankan Masyarakat Konsumsi Ikan Langsung Bukan Susu Ikan

Proyek ini melibatkan peneliti dari Kanada, Jerman, serta Laboratorium Biologi Molekuler MRC dan Universitas Cambridge di Inggris, dan dipublikasikan dalam sembilan makalah di Nature. Dalam artikel pendamping, Dr. Anita Devineni, seorang ahli saraf di Universitas Emory di Atlanta, menyebut diagram kabel ini sebagai "pencapaian penting."

Pekerjaan untuk membuat diagram kabel otak tikus telah dimulai, dan diharapkan selesai dalam lima hingga 10 tahun. Namun, untuk menghasilkan diagram kabel lengkap otak manusia, dengan 86 miliar neuron dan triliunan koneksi, adalah tantangan yang sangat besar. 

Otak manusia sekitar satu juta kali lebih kompleks daripada otak lalat buah, sehingga membuat diagram kabel lengkap tidak mungkin dilakukan dengan teknologi saat ini.

Baca juga : Penelitian MRI Ungkap Perubahan Signifikan pada Otak Ibu Selama Kehamilan dan Pascakelahiran

Pendekatan yang lebih realistis adalah memetakan kabel neuron di bagian-bagian otak manusia, penelitian yang pada akhirnya dapat mengungkap apakah kesalahan koneksi menjadi penyebab gangguan neuropsikiatri dan gangguan otak lainnya. 

"Singkatnya, kita tidak bisa memperbaiki apa yang kita tidak pahami, dan inilah dasar mengapa kita percaya ini adalah momen yang sangat penting hari ini," kata Dr. John Ngai, direktur Inisiatif Otak dari National Institutes of Health (NIH) AS.

"Kami jelas memiliki tugas besar di depan kami." (The Guardian/Z-3)