Setiap mesin memiliki panel kontrol untuk mengontrol berbagai fungsi, khususnya mekanisme menghidupkan dan mematikan.

Pernahkah Anda membayangkan jika otak kita juga memiliki sebuah alat yang dapat mengontrol fungsi otak?

Nah, penelitian baru menunjukkan adanya "kenop molekuler volume" yang mengatur sinyal listrik di otak dalam pembelajaran dan terutama dengan memori.

Ini bisa menjadi mekanisme sakelar utama yang bisa menjadi pengubah permainan untuk gangguan saraf.

Penelitian yang diterbitkan oleh Michael Hoppa dan timnya menunjukkan bagaimana mengatur sinyal listrik dapat memainkan peran utama. Penelitian ini berkisar pada identifikasi molekul yang mengatur sinyal.

GAGASAN DI BALIK PENELITIAN INI

Sinapsis adalah persimpangan di mana sinyal listrik ditransmisikan di antara sel-sel saraf.

Sinyal-sinyal listrik ini diubah menjadi neurotransmiter kimiawi oleh otak yang berjalan melalui celah sinapsis. Tim peneliti menjelaskan bagaimana bentuk sinyal listrik bermanfaat bagi fungsi sinapsis.

Neuron yang diaktifkan selama transmisi saraf memiliki pola yang berbeda.

Perubahan bentuk dan jumlah ini menyebabkan penguatan atau pelemahan sinapsis (juga dikenal sebagai plastisitas sinapsis).

Ketika sel-sel otak yang terdapat di kedua ujung sinapsis terus menerus bertukar sinyal kimiawi, maka terjadilah potensiasi jangka panjang (LTP).

LTP ini meningkatkan pensinyalan antara sel dan sinapsis dan juga mengarah pada penguatan sinapsis. LTP ini adalah dasar untuk pembelajaran dan ingatan di otak di tempat yang disebut hipokampus.

Para peneliti memfokuskan penelitian mereka pada area hippocampus di otak. Mereka menemukan bahwa sinyal yang ditransmisikan melintasi sinapsis di area ini ternyata serupa.

Tim menemukan bahwa sinyal listrik atau "paku" dikirimkan dalam bentuk sinyal analog dan bukan sinyal digital.

Penemuan ini membuka jalan menuju pemahaman yang lebih jelas mengenai mekanisme tersebut. Sinyal analog ini memudahkan untuk mengatur kekuatan sirkuit otak.

Molekul yang mengatur sinyal listrik ini juga ditemukan. Molekul Kvβ1 memperluas aksi presinaptik.

Molekul ini tidak hanya mengatur arus kalium, tetapi juga membantu membentuk sinyal listrik.

Ketika mereka sebelumnya melakukan percobaan, mereka mengecualikan molekul Kvβ1 pada tikus. Segera hasilnya menunjukkan reaksi yang berlawanan, ada dampak drastis pada siklus tidur dan memori tikus.

Hal ini menegaskan tindakan positif yang dilakukan oleh molekul dalam sistem.

Selain itu, penelitian mereka juga mengungkap bagaimana impuls listrik tunggal dapat mengangkut multi bit informasi yang memungkinkan lebih banyak kontrol pada sinyal frekuensi rendah.

Ini berarti bahwa otak kita jauh lebih efisien daripada yang bisa dibayangkan. Secara teknis, otak kita melakukan tugas-tugas komputasi super dengan sinyal listrik yang rendah.

Penelitian mereka memungkinkan pengukuran voltase dan neurotransmitter menggunakan cahaya yang pada gilirannya mengukur sinyal listrik di tempat koneksi sinaptik.

Hal ini mengubah perspektif serta memperluas cakupan penelitian di bidang regulator molekuler yang memainkan peran penting dalam aktivitas otak.

Penemuan ini memungkinkan jalan baru untuk obat-obatan. Hal ini dapat mengarah pada penemuan pengiriman obat baru untuk kasus demensia atau Alzheimer.

Regulator molekuler dapat menjadi kunci untuk memanfaatkan kapasitas otak secara penuh. Banyak penyakit neurologis dapat disembuhkan jika jalur metabolisme otak kanan ditemukan.

Seperti yang mereka katakan bahwa belajar tidak pernah melelahkan pikiran, itu adalah kekuatan yang dapat mengubah dunia. Penemuan ini tidak diragukan lagi membawa kita ke tingkat pembelajaran yang sama sekali baru dan kekuatan untuk mempertahankannya.

Untuk mengetahui lebih lanjut tentang penelitian mereka, lihat referensi yang diberikan di bawah ini.

Referensi :

Dalam Ha Cho, Lauren C. Panzera, Morven Chin, Scott A. Alpizar, Genaro E. Olveda, Robert A. Hill, Michael B. Hoppa. Subunit saluran kalium Kvβ1 berfungsi sebagai titik kontrol utama untuk fasilitasi sinaptik. Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional, 2020; 202000790

DOI: 10.1073/pnas.2000790117

Artikel Terkait
logo-langganan

Berlangganan buletin kami

Konten eksklusif berkualitas tinggi tentang visual yang efektif
komunikasi dalam sains.

- Panduan Eksklusif
- Kiat desain
- Berita dan tren ilmiah
- Tutorial dan templat