Ilmuwan Mengungkap Cara Otak Membentuk dan Mengambil Ingatan

KOMPAS.com-Para ilmuwan telah lama bertanya-tanya bagaimana otak memperbarui dirinya dengan informasi dan ingatan baru.

Beberapa ide berfokus pada perubahan kimiawi dalam neuron-neuron tertentu, sementara yang lain mengarah pada pergeseran struktural di antara sel-sel otak.

Dilansir dari Earth.com, Dr. Tomás Ryan dari Trinity College Dublin adalah salah satu ilmuwan saraf yang telah mengeksplorasi pertanyaan-pertanyaan ini dengan melacak sel-sel yang terlibat dalam proses pembelajaran.

Baca juga: Apakah Pecah Pembuluh Darah di Otak Menyebabkan Stroke? Ini Ulasannya...

Penemuan terbaru menunjukkan bahwa pembentukan ingatan bergantung pada hubungan antara kelompok sel engram, yaitu neuron-neuron yang diduga menangkap dan menyimpan pengalaman-pengalaman yang berbeda.

Bagaimana ingatan menjadi terkait

Para peneliti percaya bahwa setiap pengalaman meninggalkan pola aktivasi sel otak yang dapat diaktifkan kembali di kemudian hari.

Untuk mengamati proses ini secara langsung, para ilmuwan saraf melacak dua set sel engram yang masing-masing terkait dengan ingatan yang berbeda.

Mereka menemukan bahwa ketika satu set sel diaktifkan kembali, set sel lainnya terkadang ikut menyala, seolah-olah ingatan tersebut telah menjadi saling terkait.

Baca juga: Ini yang Terjadi pada Otak Saat Seseorang Mengalami Microsleep

Ide ini bertentangan dengan pandangan lama yang menyatakan bahwa setiap neuron menyimpan satu ingatan penuh. Sebaliknya, ingatan mungkin berada pada hubungan yang dibentuk dan dibentuk ulang oleh sel-sel ini seiring waktu.

Pergeseran struktural semacam ini membantu kita menangani informasi baru tanpa kehilangan pengalaman-pengalaman lama.

Sel otak mana yang menyimpan ingatan?

"Sel engram memori adalah kelompok sel otak yang, ketika diaktifkan oleh pengalaman tertentu, mengubah diri mereka untuk menyerap dan menyimpan informasi dalam otak kita," kata Dr. Clara Ortega-de San Luis, Peneliti Pascadoktoral dan penulis utama penelitian ini.

Dia dan rekan-rekannya memantau bagaimana ingatan yang serupa atau terkait disimpan di berbagai area otak.

Mereka menggunakan teknik genetika untuk memberi label pada neuron-neuron yang aktif saat satu peristiwa, kemudian mengamati bagaimana neuron yang sama merespon peristiwa kedua yang terasa terkait.

Baca juga: Apa Tanda-tanda Penyumbatan Pembuluh Darah di Leher dan Otak? Ini Penjelasannya...

Salah satu petunjuk besar ditemukan dengan mengukur seberapa baik neuron-neuron yang diberi label ini membentuk hubungan baru dengan sel-sel yang terkait dengan pengalaman lama yang terpisah.

Optogenetika, metode yang memungkinkan pengaktifan atau penonaktifan sel menggunakan cahaya, memungkinkan mereka menguji apakah pemblokiran hubungan yang baru terbentuk ini mengganggu ingatan.

Bagaimana sebuah protein membentuk ingatan

Sebuah protein spesifik, PSD-95, muncul sebagai penjaga hubungan sel engram ini. Protein ini berada di persimpangan sel saraf yang disebut sinaps dan membantu menahan molekul reseptor.

Ketika tim mengurangi jumlah PSD-95 pada neuron yang menyimpan ingatan tertentu, hubungan-hubungan ini berperilaku berbeda. Dalam kondisi tertentu, ingatan tampak bertahan meskipun para peneliti mencoba mengurangi pengaruhnya.

Ketahanan ini memberikan petunjuk tentang bagaimana otak dapat mempertahankan ingatan yang seharusnya memudar. Ini juga memberikan petunjuk mengapa kekurangan atau gangguan PSD-95 bisa menghambat pola pembelajaran yang normal.

Sel otak membangun ingatan berdasarkan ingatan lama

Penelitian ini menyentuh pergeseran lebih luas dalam ilmu saraf. Alih-alih fokus pada sel tunggal, banyak peneliti kini memeriksa bagaimana banyak sel membentuk jaringan yang menyimpan pengalaman harian kita.

Dengan menggunakan penandaan genetik yang canggih, para ilmuwan dapat mengidentifikasi di mana hubungan baru terjadi dan apakah hubungan ini penting untuk mengingat kembali ingatan tersebut di kemudian hari.

Baca juga: Fakta di Balik Penyumbatan Pembuluh Darah di Leher dan Otak: Belajar dari Sonny Septian

Banyak penelitian sebelumnya memetakan langkah-langkah terpisah: pengkodean ingatan, penyimpanan, dan kemudian aktivasi kembali.

Proyek ini melangkah lebih jauh dengan menunjukkan bagaimana otak mungkin menyisipkan informasi baru ke dalam jaringan yang sudah ada, sehingga ingatan lama diperbarui bukannya digantikan.

Mengapa temuan ini penting

Para ahli telah lama mendebatkan bagaimana pembelajaran baru tidak menimpa ingatan lama di area otak yang sama. Menurut Dr. Ryan, "kita harus mencari informasi ‘di antara’ sel."

Pandangan ini menunjukkan bahwa ingatan tidak terkunci di satu lokasi spesifik, melainkan tersebar sebagai hubungan yang dapat dimodifikasi.

Jika benar, hal ini dapat menjelaskan bagaimana kita belajar dengan cepat dari kehidupan sehari-hari tanpa merusak apa yang sudah kita ketahui.

Terapi suatu hari nanti mungkin bisa menargetkan protein yang memungkinkan hubungan yang terus berubah ini.

Jika molekul seperti PSD-95 membentuk sinaps untuk menyimpan ingatan, maka mengubahnya mungkin bisa membantu mengubah ingatan berbahaya yang terkait dengan ketakutan atau trauma, meskipun masih diperlukan lebih banyak penelitian.

Bagaimana sel otak membentuk ingatan sehari-hari

Ingatan bukan hanya hal akademis. Rutinitas harian kita menuntut pembelajaran konstan, apakah itu mengingat nama, menavigasi jalanan yang sibuk, atau mempelajari hobi baru.

Memahami bagaimana sel-sel otak menjaga semua informasi tersebut tetap fleksibel namun stabil memberikan harapan untuk menangani masalah ingatan terkait usia atau kondisi yang mempengaruhi pembelajaran.

Baca juga: Kepala BPOM Jelaskan Manfaat Sujud Shalat bagi Kesehatan Otak

Penelitian tambahan di bidang ini menunjukkan bahwa beberapa neuron dapat mengambil berbagai peran tergantung pada situasinya.

Peran-peran ini sering berubah seiring waktu, terutama ketika pengalaman baru terus bertambah.

Dengan fokus pada hubungan antarsel, para ilmuwan menambah satu bagian lagi dalam teka-teki bagaimana sel-sel ini beradaptasi.

Ke mana penelitian ini bisa berlanjut

Mengungkap tarian rumit di antara sel-sel engram mungkin pada akhirnya dapat membimbing cara kita mengajar, mengobati gangguan memori, atau mendukung kesehatan mental.

Jika perubahan sambungan sel ada di inti pembelajaran, mungkin ada cara cerdas untuk mendorong pengaturan ulang yang sehat pada orang-orang yang berjuang dengan kondisi seperti stres pascatrauma atau depresi.

Studi ini memberikan pandangan tentang proses tersebut. Ini mengungkapkan keseimbangan yang rapuh namun krusial di inti pembelajaran: memperkuat hubungan saraf tertentu untuk pengetahuan baru, tetapi tetap menjaga struktur yang cukup agar keterampilan dan ingatan lama tetap utuh.