TORONTO: A mouse Studi yang dipublikasikan di Nature dilakukan oleh tim yang dipimpin oleh Harvard Medical School peneliti selangkah lebih dekat untuk memahami apa yang terjadi di dalamnya otak selama melamun.
Para peneliti memantau aktivitas neuron dalam korteks penglihatan otak tikus saat hewan terjaga dan diam. Mereka menemukan bahwa neuron-neuron ini kadang-kadang diaktifkan dengan cara yang mirip dengan yang terlihat ketika tikus menatap gambar nyata, menunjukkan bahwa tikus sedang berpikir–atau melamun–tentang gambar tersebut.
Selain itu, pola aktivitas selama beberapa lamunan pertama tikus pada suatu hari menunjukkan bagaimana respons otak terhadap gambar akan berkembang seiring waktu.
Penelitian ini menyajikan bukti yang menggiurkan, meskipun masih awal, bahwa lamunan dapat memengaruhi respons otak di masa depan terhadap apa yang dirasakannya. Para penulis mencatat bahwa penelitian lebih lanjut diperlukan untuk membangun hubungan sebab akibat ini, namun temuan ini memberikan petunjuk menarik bahwa melamun saat bangun dengan tenang mungkin berperan dalam plastisitas otak, atau kemampuan otak untuk membangun kembali dirinya sendiri sebagai respons terhadap pengalaman baru.
“Kami ingin tahu bagaimana proses melamun ini terjadi pada tingkat neurobiologis dan apakah momen refleksi tenang ini penting untuk pembelajaran dan Penyimpanan,” kata penulis utama Nghia Nguyen, seorang mahasiswa PhD di bidang neurobiologi di Blavatnik Institute di HMS.
Para ilmuwan telah menghabiskan banyak waktu mempelajari bagaimana neuron memutar ulang peristiwa masa lalu untuk membentuk ingatan dan memetakan lingkungan fisik di hipokampus, wilayah otak berbentuk kuda laut yang memainkan peran penting dalam memori dan navigasi spasial.
Sebaliknya, hanya ada sedikit penelitian mengenai pemutaran ulang neuron di wilayah otak lain, termasuk korteks visual. Upaya tersebut akan memberikan wawasan berharga tentang bagaimana memori visual terbentuk.
“Laboratorium saya menjadi tertarik pada apakah kita dapat merekam cukup banyak neuron di korteks visual untuk memahami apa sebenarnya yang diingat tikus–dan kemudian menghubungkan informasi tersebut dengan plastisitas otak,” kata penulis senior Mark Andermann, profesor kedokteran di Beth Israel Deaconess Pusat Medis dan profesor neurobiologi di HMS.
Dalam studi baru tersebut, para peneliti berulang kali menunjukkan kepada tikus satu dari dua gambar, yang masing-masing terdiri dari pola kotak-kotak abu-abu dan kotak hitam putih belang-belang yang berbeda. Di sela-sela gambar, tikus menghabiskan waktu satu menit untuk melihat layar abu-abu. Tim secara bersamaan mencatat aktivitas dari sekitar 7.000 neuron di korteks visual.
Para peneliti menemukan bahwa ketika seekor tikus melihat sebuah gambar, neuronnya bekerja dalam pola tertentu, dan pola tersebut cukup berbeda untuk membedakan gambar satu dari gambar kedua. Lebih penting lagi, ketika seekor tikus melihat layar abu-abu di antara gambar-gambar, neuron-neuron tersebut kadang-kadang menyala dengan pola yang serupa, namun tidak identik, seperti ketika tikus melihat gambar tersebut, sebuah tanda bahwa ia sedang melamun tentang gambar tersebut.
Lamunan ini hanya terjadi pada saat tikus dalam keadaan santai, ditandai dengan perilaku tenang dan pupil mata kecil.
Tidak mengherankan, tikus lebih banyak melamun tentang gambar terbaru dan mereka lebih banyak melamun di awal hari dibandingkan di akhir hari, ketika mereka sudah melihat setiap gambar puluhan kali.
Sepanjang hari dan hari, pola aktivitas yang terlihat ketika tikus melihat gambar berubah–apa yang oleh para ahli saraf disebut sebagai “penyimpangan representasional”. Namun penyimpangan ini tidak terjadi secara acak. Seiring waktu, pola yang terkait dengan gambar menjadi semakin berbeda satu sama lain, hingga masing-masing pola melibatkan hampir seluruh rangkaian neuron yang terpisah.
Khususnya, pola yang terlihat selama beberapa lamunan pertama seekor tikus mengenai sebuah gambar memperkirakan pola apa yang akan terjadi ketika tikus tersebut melihat gambar tersebut nanti.
“Ada penyimpangan dalam cara otak merespons gambar yang sama dari waktu ke waktu, dan lamunan awal ini dapat memprediksi ke mana arah penyimpangan tersebut,” kata Andermann.
Akhirnya, para peneliti menemukan bahwa lamunan korteks visual terjadi pada saat yang sama dengan aktivitas pemutaran ulang yang terjadi di hipokampus, menunjukkan bahwa kedua wilayah otak berkomunikasi selama lamunan tersebut.
Berdasarkan hasil penelitian, para peneliti menduga bahwa lamunan tersebut mungkin terlibat aktif dalam plastisitas otak.
“Ketika Anda melihat dua gambar yang berbeda berkali-kali, penting untuk membedakannya. Temuan kami menunjukkan bahwa melamun dapat memandu proses ini dengan menjauhkan pola saraf yang terkait dengan dua gambar tersebut,” kata Nguyen sambil mencatat bahwa hubungan ini perlu dikonfirmasi.
Nguyen menambahkan bahwa belajar membedakan gambar akan membantu mouse merespons setiap gambar dengan lebih spesifik di masa depan.
Pengamatan ini sejalan dengan semakin banyaknya bukti pada hewan pengerat dan manusia yang memasuki kondisi terjaga setelah suatu pengalaman dapat meningkatkan pembelajaran dan memori.
Selanjutnya, para peneliti berencana menggunakan alat pencitraan mereka untuk memvisualisasikan hubungan antara neuron individu di korteks visual dan untuk memeriksa bagaimana hubungan ini berubah ketika otak “melihat” sebuah gambar.
“Kami mengejar 99 persen aktivitas otak yang belum dijelajahi dan menemukan bahwa ada begitu banyak kekayaan di korteks visual yang tidak diketahui oleh siapa pun,” kata Andermann.
Apakah lamunan pada manusia melibatkan pola aktivitas serupa di korteks visual masih merupakan pertanyaan terbuka, dan jawabannya memerlukan eksperimen tambahan. Namun, terdapat bukti awal bahwa proses serupa terjadi pada manusia ketika mereka mengingat citra visual.
Randy Buckner, Profesor Psikologi dan Ilmu Saraf Keluarga Sosland di Universitas Harvard, telah menunjukkan bahwa aktivitas otak di korteks visual meningkat ketika orang diminta mengingat suatu gambar secara detail. Penelitian lain telah mencatat fluktuasi aktivitas listrik di korteks visual dan hipokampus selama ingatan tersebut.
Bagi para peneliti, hasil penelitian mereka dan penelitian lainnya menunjukkan bahwa penting untuk menyediakan ruang untuk momen-momen tenang yang mengarah pada lamunan. Bagi seekor tikus, ini mungkin berarti berhenti sejenak dari melihat serangkaian gambar, dan bagi manusia, ini bisa berarti berhenti sejenak dari menggulir di ponsel cerdas.
“Kami merasa cukup yakin bahwa jika Anda tidak pernah meluangkan waktu untuk bangun, Anda tidak akan mengalami banyak kejadian dalam lamunan, yang mungkin penting untuk plastisitas otak,” kata Andermann.
Para peneliti memantau aktivitas neuron dalam korteks penglihatan otak tikus saat hewan terjaga dan diam. Mereka menemukan bahwa neuron-neuron ini kadang-kadang diaktifkan dengan cara yang mirip dengan yang terlihat ketika tikus menatap gambar nyata, menunjukkan bahwa tikus sedang berpikir–atau melamun–tentang gambar tersebut.
Selain itu, pola aktivitas selama beberapa lamunan pertama tikus pada suatu hari menunjukkan bagaimana respons otak terhadap gambar akan berkembang seiring waktu.
Penelitian ini menyajikan bukti yang menggiurkan, meskipun masih awal, bahwa lamunan dapat memengaruhi respons otak di masa depan terhadap apa yang dirasakannya. Para penulis mencatat bahwa penelitian lebih lanjut diperlukan untuk membangun hubungan sebab akibat ini, namun temuan ini memberikan petunjuk menarik bahwa melamun saat bangun dengan tenang mungkin berperan dalam plastisitas otak, atau kemampuan otak untuk membangun kembali dirinya sendiri sebagai respons terhadap pengalaman baru.
“Kami ingin tahu bagaimana proses melamun ini terjadi pada tingkat neurobiologis dan apakah momen refleksi tenang ini penting untuk pembelajaran dan Penyimpanan,” kata penulis utama Nghia Nguyen, seorang mahasiswa PhD di bidang neurobiologi di Blavatnik Institute di HMS.
Para ilmuwan telah menghabiskan banyak waktu mempelajari bagaimana neuron memutar ulang peristiwa masa lalu untuk membentuk ingatan dan memetakan lingkungan fisik di hipokampus, wilayah otak berbentuk kuda laut yang memainkan peran penting dalam memori dan navigasi spasial.
Sebaliknya, hanya ada sedikit penelitian mengenai pemutaran ulang neuron di wilayah otak lain, termasuk korteks visual. Upaya tersebut akan memberikan wawasan berharga tentang bagaimana memori visual terbentuk.
“Laboratorium saya menjadi tertarik pada apakah kita dapat merekam cukup banyak neuron di korteks visual untuk memahami apa sebenarnya yang diingat tikus–dan kemudian menghubungkan informasi tersebut dengan plastisitas otak,” kata penulis senior Mark Andermann, profesor kedokteran di Beth Israel Deaconess Pusat Medis dan profesor neurobiologi di HMS.
Dalam studi baru tersebut, para peneliti berulang kali menunjukkan kepada tikus satu dari dua gambar, yang masing-masing terdiri dari pola kotak-kotak abu-abu dan kotak hitam putih belang-belang yang berbeda. Di sela-sela gambar, tikus menghabiskan waktu satu menit untuk melihat layar abu-abu. Tim secara bersamaan mencatat aktivitas dari sekitar 7.000 neuron di korteks visual.
Para peneliti menemukan bahwa ketika seekor tikus melihat sebuah gambar, neuronnya bekerja dalam pola tertentu, dan pola tersebut cukup berbeda untuk membedakan gambar satu dari gambar kedua. Lebih penting lagi, ketika seekor tikus melihat layar abu-abu di antara gambar-gambar, neuron-neuron tersebut kadang-kadang menyala dengan pola yang serupa, namun tidak identik, seperti ketika tikus melihat gambar tersebut, sebuah tanda bahwa ia sedang melamun tentang gambar tersebut.
Lamunan ini hanya terjadi pada saat tikus dalam keadaan santai, ditandai dengan perilaku tenang dan pupil mata kecil.
Tidak mengherankan, tikus lebih banyak melamun tentang gambar terbaru dan mereka lebih banyak melamun di awal hari dibandingkan di akhir hari, ketika mereka sudah melihat setiap gambar puluhan kali.
Sepanjang hari dan hari, pola aktivitas yang terlihat ketika tikus melihat gambar berubah–apa yang oleh para ahli saraf disebut sebagai “penyimpangan representasional”. Namun penyimpangan ini tidak terjadi secara acak. Seiring waktu, pola yang terkait dengan gambar menjadi semakin berbeda satu sama lain, hingga masing-masing pola melibatkan hampir seluruh rangkaian neuron yang terpisah.
Khususnya, pola yang terlihat selama beberapa lamunan pertama seekor tikus mengenai sebuah gambar memperkirakan pola apa yang akan terjadi ketika tikus tersebut melihat gambar tersebut nanti.
“Ada penyimpangan dalam cara otak merespons gambar yang sama dari waktu ke waktu, dan lamunan awal ini dapat memprediksi ke mana arah penyimpangan tersebut,” kata Andermann.
Akhirnya, para peneliti menemukan bahwa lamunan korteks visual terjadi pada saat yang sama dengan aktivitas pemutaran ulang yang terjadi di hipokampus, menunjukkan bahwa kedua wilayah otak berkomunikasi selama lamunan tersebut.
Berdasarkan hasil penelitian, para peneliti menduga bahwa lamunan tersebut mungkin terlibat aktif dalam plastisitas otak.
“Ketika Anda melihat dua gambar yang berbeda berkali-kali, penting untuk membedakannya. Temuan kami menunjukkan bahwa melamun dapat memandu proses ini dengan menjauhkan pola saraf yang terkait dengan dua gambar tersebut,” kata Nguyen sambil mencatat bahwa hubungan ini perlu dikonfirmasi.
Nguyen menambahkan bahwa belajar membedakan gambar akan membantu mouse merespons setiap gambar dengan lebih spesifik di masa depan.
Pengamatan ini sejalan dengan semakin banyaknya bukti pada hewan pengerat dan manusia yang memasuki kondisi terjaga setelah suatu pengalaman dapat meningkatkan pembelajaran dan memori.
Selanjutnya, para peneliti berencana menggunakan alat pencitraan mereka untuk memvisualisasikan hubungan antara neuron individu di korteks visual dan untuk memeriksa bagaimana hubungan ini berubah ketika otak “melihat” sebuah gambar.
“Kami mengejar 99 persen aktivitas otak yang belum dijelajahi dan menemukan bahwa ada begitu banyak kekayaan di korteks visual yang tidak diketahui oleh siapa pun,” kata Andermann.
Apakah lamunan pada manusia melibatkan pola aktivitas serupa di korteks visual masih merupakan pertanyaan terbuka, dan jawabannya memerlukan eksperimen tambahan. Namun, terdapat bukti awal bahwa proses serupa terjadi pada manusia ketika mereka mengingat citra visual.
Randy Buckner, Profesor Psikologi dan Ilmu Saraf Keluarga Sosland di Universitas Harvard, telah menunjukkan bahwa aktivitas otak di korteks visual meningkat ketika orang diminta mengingat suatu gambar secara detail. Penelitian lain telah mencatat fluktuasi aktivitas listrik di korteks visual dan hipokampus selama ingatan tersebut.
Bagi para peneliti, hasil penelitian mereka dan penelitian lainnya menunjukkan bahwa penting untuk menyediakan ruang untuk momen-momen tenang yang mengarah pada lamunan. Bagi seekor tikus, ini mungkin berarti berhenti sejenak dari melihat serangkaian gambar, dan bagi manusia, ini bisa berarti berhenti sejenak dari menggulir di ponsel cerdas.
“Kami merasa cukup yakin bahwa jika Anda tidak pernah meluangkan waktu untuk bangun, Anda tidak akan mengalami banyak kejadian dalam lamunan, yang mungkin penting untuk plastisitas otak,” kata Andermann.
