Peneliti Berhasil Ungkapkan Struktur Otak

Penulis: Darmansyah

Sabtu, 23 Desember 2017 | 09:30 WIB

Dibaca: 30 kali

Sebuah penelitian hebat dari  Blue Brain Project yang  menggunakan komputer canggih dan rumus matematika rumit mampu  mengungkapkan cara kerja dan bentuk otak sesungguhnya.

Ya, otak manusia memang  merupakan salah satu organ yang sering diteliti para ilmuwan.

Misteri dan struktur organ yang rumit membuat peneliti semakin tertantang untuk mengungkapnya.

Baru-baru ini, sekelompok ahli mengungkapkan penemuan terbaru mereka yang menjelaskan tentang struktur otak secara lebih detail dan bagaimana organ otak bekerja.

Seperti ditulis laman WIRED peneliti Blue Brain Project menggunakan komputer canggih dan rumus matematika rumit untuk mengungkap cara kerja dan bentuk otak sesungguhnya.

Ahli saraf Henry Markram dari EPFL di Lausanne, Swiss, yang juga direktur Blue Brain mengaku terkejut dengan penemuannya.

“Kami menemukan dunia yang tidak pernah kami bayangkan. Ada puluhan juta benda ini bahkan di setitik kecil otak, sampai tujuh dimensi. Di beberapa jaringan, kami bahkan menemukan struktur dengan sebelas dimensi,” katanya.

Struktur otak terbentuk ketika sekelompok neuron, sel yang mentransmisikan sinyal di otak, membentuk kelompok yang disebut klik.

Setiap neuron terhubung ke setiap neuron lain dalam kelompok dengan cara tertentu, untuk membentuk objek baru.

Semakin banyak neuron dalam klik, maka semakin tinggi ‘dimensi’ objek.

Penting untuk memahami struktur ini tidak dalam bentuk ruang tiga dimensi atau lebih.  Rumus matematika yang digunakan hanya untuk menggambarkan struktur berdimensi lebih dari tiga bahkan lebih.

“Di luar fisika, ruang berdimensi tinggi sering digunakan untuk menggambarkan struktur data atau kondisi sistem yang kompleks.

Misalnya, keadaan sistem data di sebuah ruang negara,” kata Profesor Cees van Leeuwen dari Katholieke Universiteit Leuven di Belgia dan juga salah satu penguji penelitian kepada WIRED.

Salah satu anggota tim peneliti, Ran Levi dari Universitas Aberdeen, menjelaskan, riset menggunakan benda yang memiliki jaringan kompleks seperti otak agar dapat memahami apa yang terjadi.

“Tanpa itu, yang Anda lihat hanyalah kekacauan ‘pepohonan’, yaitu neuron yang menembaki apa yang tampak sebagai pola acak,” katanya.

Untuk itu, tim peneliti menggunakan topologi Aljabar, yang merupakan cabang dari ilmu matematika, untuk memperoleh struktur model di dalam otak virtual dengan bantuan seperangkat komputer canggih.

Setelah itu, struktur diujicobakan kepada otak asli untuk mensahihkan hasilnya.

Saat peneliti menambahkan stimulus ke dalam jaringan otak virtual, dimensi dalam klik yang terbentuk semakin tinggi.

Saat itu, disela-sela sejumlah klik tersebut, muncul rongga. Hal tersebut menurut Levi terjadi saat ada proses informasi masuk di dalam otak.

“Munculnya rongga berdimensi tinggi saat otak memproses informasi, berarti neuron di jaringan bereaksi terhadap rangsangan dengan cara yang sangat teratur,” kata Levi.

Penelitian yang dimuat di Jurnal Frontiers in Computational Neuroscience menggambarkan bahwa proses munculnya rongga berdimensi tersebut teratur layaknya bangunan menara, dimulai dengan batang, lalu papan, lalu kubus, dan kemudian geometri yang lebih kompleks  dan seterusnya.

“Perkembangan aktivitas melalui otak menyerupai istana pasir multi dimensi yang muncul dari pasir dan kemudian hancur,”katanya. Langkah tim peneliti berikutnya adalah melihat peran praktis yang dimainkan struktur ini di otak.

Semisal dalam studi ilmu saraf berjuang untuk menemukan di mana otak menyimpan memori. Rongga di bangunan dimensional saat informasi masuk ke otak menjadi jawabannya.

“Mereka mungkin ‘bersembunyi’ di rongga berdimensi tinggi,” tebak Markram.

Sebelumnya, para peniliti juga telah mengungkapkan apa yang terjadi pada otak saat seseorang tidur.

John Peever seorang ilmuwan peneliti  menjelaskan bahwa tidur sangat berguna untuk memulihkan kesegaran tubuh dan pikiran.

Direktur Laboratorium Biologi Sistem Saraf di Universitas Toronto tersebut juga berpendapat, tidur mampu membersihkan memori-memori buruk di otak, dan memaksimalkan daya ingat saat belajar.

Bahkan, Peever menyebut, tidur baik untuk meningkatkan nafsu makan, suasana hati, serta libido.

Berdasar penelitian, di dalam otak kita terdapat dua variasi gelombang tidur yaitu, gelombang pelan atau sering disebut tidur lelap. Kemudian, yang kedua tidur bermimpi atau Rapid Eye Movement

Dikutip dari Scientific America, rata-rata, kita tidur dengan tipe terlelap atau SWS.

Ini ditandai dengan gelombang otak yang besar dan lamban, otot yang rileks dan pelan, pernapasan dalam yang dapat membantu otak dan tubuh pulih kembali setelah seharian beraktifitas.

Di saat tertidur dalam kondisi SWS, otak ternyata tidak otomatis berhenti bekerja. Otak hanya akan beristirahat. Sebaliknya, tidur yang diatur akan membuat otak “tidur” dalam tahap tertentu.

Secara teknis, rasa ingin tidur berawal dari bagian otak yang memproduksi SWS.

Menurut para peneliti, SWS ini terjadi karena aktivitas dua kelompok sel yaitu; nukleus preoptik ventrolateral di hipotalamus dan zona “parafacial” di batang otak.

Kedua kelompok sel tersebut bisa memicu hilangnya kesadaran seseorang apabila terpicu suatu rangsangan. Setelah tertidur lelap, proses tidur bermimpi atau REM menyusul.

Peneliti menemukan hal yang menarik saat orang dalam kondisi bermimpi alias REM. Mereka mengatakan bahwa saat orang bermimpi, aktivitas otak sangat tinggi namun otot tubuh mulai melemah atau lemas.

Pernafasan serta detak jantung menjadi tidak beraturan saat bermimpi. Hal ini masih menjadi misteri bagi para ahli biokimia dan neurobiologi untuk mencari tujuan dari mimpi itu sendiri.

Selama ini, peneliti mengetahui bahwa terdapat kelompok sel di batang otak, yang disebut subcoeruleus nucleus atau inti subkoreulus yang mengendalikan mimpi.

Apabila sel-sel tersebut mengalami masalah, orang tidak mengalami gejala fisik seperti digambarkan saat bermimpi. Saat itulah orang merasa mimpinya tidak tuntas atau berhenti begitu saja.

Komentar