Begini Cara Sel Otak Menyandikan Aliran Waktu

Sel konsep pada hippocampus dan korteks entorhinal yang merespons: individu, tempat, objek yang berbeda, tampaknya merupakan hal yang mendasar bagi kemampuan manusia untuk mengingat.\xd\xd

Oleh Slamet Samsoerizal

Para peneliti di UCLA menyatakan bahwa temuan mereka dapat meningkatkan daya ingat, fungsi kognitif, dan kecerdasan buatan. Sebuah studi terobosan yang dilakukan oleh UCLA Health mulai mengungkap salah satu misteri mendasar dalam ilmu saraf - bagaimana otak manusia mengodekan dan memahami aliran waktu dan pengalaman.

Studi yang dipublikasikan di jurnal Nature ini secara langsung merekam aktivitas neuron individu pada manusia dan menemukan jenis-jenis sel otak tertentu yang ditembakkan dengan cara yang sebagian besar mencerminkan urutan dan struktur pengalaman seseorang.

Mereka menemukan bahwa otak mempertahankan pola penembakan yang unik ini setelah pengalaman tersebut berakhir dan dapat dengan cepat mengulangnya kembali saat beristirahat. Selain itu, otak juga dapat menggunakan pola-pola yang telah dipelajari ini untuk mempersiapkan diri menghadapi rangsangan di masa depan setelah pengalaman tersebut.

Mengutip dari laman scietechdaily.com, temuan ini memberikan bukti empiris pertama mengenai bagaimana sel-sel otak tertentu mengintegrasikan informasi apa dan kapan untuk mengekstrak dan mempertahankan representasi pengalaman dari waktu ke waktu.

Itzhak Fried, mengatakan bahwa hasil penelitian ini dapat membantu dalam pengembangan perangkat neuro-prostetik untuk meningkatkan daya ingat dan fungsi kognitif lainnya, serta berimplikasi pada pemahaman kecerdasan buatan tentang kognisi di otak manusia.

"Mengenali pola dari pengalaman dari waktu ke waktu sangat penting bagi otak manusia untuk membentuk memori, memprediksi potensi hasil di masa depan, dan memandu perilaku," kata Fried, direktur bedah epilepsi di UCLA Health dan profesor bedah saraf, psikiatri, dan ilmu biobehavioral di David Geffen School of Medicine di UCLA.

Namun, bagaimana proses ini dilakukan di otak pada tingkat sel masih belum diketahui - sampai sekarang. Penelitian sebelumnya, termasuk oleh Dr. Fried, menggunakan rekaman otak dan neuroimaging untuk memahami bagaimana otak memproses navigasi spasial, yang menunjukkan pada model hewan dan manusia bahwa dua wilayah otak - hipokampus dan korteks entorhinal - memainkan peran kunci.

Kedua wilayah otak tersebut, yang keduanya penting dalam fungsi memori, bekerja untuk berinteraksi dalam menciptakan peta kognitif. Neuron hipokampus bertindak sebagai sel tempat yang menunjukkan ketika seekor hewan berada di lokasi tertentu, mirip dengan tanda 'X' pada peta. Sedangkan neuron entorhinal bertindak sebagai sel kisi untuk memberikan metrik jarak spasial. Sel-sel ini pertama kali ditemukan pada hewan pengerat yang kemudian ditemukan pada manusia oleh kelompok Fried.

Penelitian lebih lanjut telah menemukan aksi saraf yang serupa bekerja untuk merepresentasikan pengalaman non-spasial seperti waktu, frekuensi suara, dan karakteristik objek. Temuan penting dari Fried dan rekan-rekannya adalah sel konsep pada hippocampus dan korteks entorhinal manusia yang merespons individu, tempat, atau objek yang berbeda, dan tampaknya merupakan hal yang mendasar bagi kemampuan kita untuk mengingat.

Memeriksa Waktu dan Pengalaman di Otak

Untuk memeriksa pemrosesan otak terhadap peristiwa-peristiwa dalam waktu, penelitian di UCLA merekrut 17 partisipan dengan epilepsi yang tidak dapat disembuhkan yang sebelumnya telah ditanamkan elektroda di dalam otak mereka untuk perawatan klinis. Para peneliti merekam aktivitas saraf para partisipan ketika mereka menjalani prosedur yang kompleks yang melibatkan tugas-tugas perilaku, pengenalan pola, dan pengurutan gambar.

Para peserta pertama-tama menjalani bagian penyaringan awal di mana sekitar 120 gambar orang, hewan, objek, dan landmark berulang kali ditunjukkan kepada mereka di komputer selama sekitar 40 menit. Para peserta diinstruksikan untuk melakukan berbagai tugas seperti menentukan apakah gambar tersebut menunjukkan seseorang atau bukan.

Gambar-gambar, seperti aktor terkenal, musisi, dan tempat, dipilih sebagian berdasarkan preferensi masing-masing peserta. Setelah itu, para peserta menjalani percobaan tiga tahap di mana mereka akan melakukan tugas-tugas perilaku sebagai respons terhadap gambar-gambar yang secara sewenang-wenang ditampilkan di lokasi yang berbeda dari grafik berbentuk piramida. Enam gambar dipilih untuk setiap peserta.

Pada fase pertama, gambar ditampilkan dalam urutan acak semu. Fase berikutnya, urutan gambar ditentukan oleh lokasi pada grafik piramida. Fase berikutnya identik dengan fase pertama. Sambil melihat gambar-gambar ini, para peserta diminta untuk melakukan berbagai tugas perilaku yang tidak berhubungan dengan posisi gambar pada grafik piramida. Tugas-tugas ini termasuk menentukan apakah gambar tersebut menunjukkan pria atau wanita atau apakah gambar yang diberikan merupakan cerminan dari fase sebelumnya. ***