ILMUAN MENEMUKAN CARA UNTUK MEMETAKAN KOMPLEKSITAS OTAK

Para ilmuwan mengatakan mereka telah bergerak selangkah lebih dekat untuk mengembangkan sebuah model komputer dari otak setelah menemukan cara untuk memetakan baik koneksi dan fungsi sel-sel saraf di otak bersama-sama untuk pertama kalinya.

Dalam sebuah penelitian di jurnal Nature pada hari Minggu, peneliti dari Britain's University College London (UCL) menggambarkan suatu teknik yang dikembangkan pada tikus yang memungkinkan mereka untuk menggabungkan informasi tentang fungsi neuron dengan rincian koneksi mereka.

Studi ini merupakan bagian dari area yang muncul dari penelitian neuroscience dikenal sebagai 'connectomics'. Seperti genomik kecil, yang memetakan make up genetik kita, connectomics bertujuan untuk memetakan koneksi otak, yang dikenal sebagai sinapsis.

Dengan menguraikan kekusutan dan mampu memetakan hubungan ini - dan mengartikan bagaimana informasi mengalir melalui sirkuit otak - para ilmuwan berharap untuk memahami bagaimana pikiran dan persepsi yang dihasilkan dalam otak dan bagaimana fungsi-fungsi ini salah dalam penyakit seperti Alzheimer, skizofrenia dan stroke .

"Kami mulai menguraikan kompleksitas otak," kata Tom Mrsic-Flogel, yang memimpin penelitian.

"Setelah kita memahami fungsi dan konektivitas sel saraf yang mencakup berbagai lapisan otak, kita dapat mulai mengembangkan simulasi komputer tentang bagaimana organ yang luar biasa ini bekerja."

Namun dia mengatakan akan mengambil bertahun-tahun kerja antara ilmuwan dan kekuatan pemrosesan komputer besar sebelum itu bisa dilakukan.

Dalam laporan penelitiannya, Mrsic-Flogel menjelaskan bagaimana pemetaan koneksi otak tidaklah mudah: diperkirakan ada seratus milyar sel saraf, atau neuron, di otak, masing-masing terhubung ke ribuan sel saraf lainnya, katanya, diperkirakan membuat 150000000000000 sinapsis.

"Bagaimana kita mengetahui cara kerja saraf otak sirkuit? Pertama-tama kita perlu memahami fungsi masing-masing neuron dan mengetahui mana sel-sel otak lain menghubungkannya," katanya.

Dalam studi ini, tim Mrsic-Flogel terfokus pada visi dan melihat ke dalam korteks visual otak tikus, yang berisi ribuan neuron dan jutaan koneksi yang berbeda.

Menggunakan pencitraan resolusi tinggi, mereka mampu mendeteksi mana yang neuron menanggapi stimulus tertentu.

Mengambil sepotong jaringan yang sama, para ilmuwan kemudian menerapkan arus kecil untuk himpunan bagian dari neuron untuk melihat bagaimana neuron lain menanggapi dan bagaimana mereka terhubung secara synaptic.

Dengan mengulangi teknik ini berkali-kali, mereka dapat menelusuri fungsi dan konektivitas dari ratusan sel-sel saraf di korteks visual.

Dengan menggunakan metode ini, tim berharap untuk mulai menghasilkan diagram pengkabelan dari suatu daerah otak dengan fungsi tertentu, seperti korteks visual. Teknik ini juga harus membantu mereka peta kabel daerah yang mendukung sentuhan, pendengaran dan gerakan.

John Williams, kepala neuroscience and mental health at the Wellcome Trust medical charity, yang membantu mendanai penelitian ini mengatakan pemahaman dalam pekerjaan otak adalah salah satu sains "tujuan akhir."

"Penelitian ini penting menyajikan ahli saraf dengan salah satu alat utama yang akan membantu mereka mulai menavigasi dan survei pemandangan otak," katanya.

(Pelaporan oleh Kelland Kate; Editing oleh Sophie Hares)