Kode Komunikasi Antar Saraf: Mencuri Dengar Bisikan Rahasia Otak

Ilmuwan menciptakan protein khusus untuk menangkap pesan kimiawi halus pada sel otak, mengungkap cara saraf berpikir, memutuskan, dan mengingat.

Ilustrasi: djvstock/Freepik

Ringkasan 

• Ilmuwan mengembangkan protein iGluSnFR4 yang mampu mendeteksi sinyal kimiawi (glutamat) paling lemah yang masuk ke sel saraf.
• Terobosan ini membantu peneliti memahami bagaimana otak mengolah informasi sebelum mengambil keputusan atau membentuk memori.
• Alat ini berpotensi mempercepat penemuan obat untuk penyakit saraf seperti Alzheimer, epilepsi, dan skizofrenia.

SELAMA ini, memahami cara kerja otak ibarat mencoba memahami sebuah percakapan besar di stadion yang bising. 

Kita mungkin bisa mendengar teriakan keras (sinyal keluar), tapi kita hampir mustahil mendengar bisikan-bisikan halus (sinyal masuk) yang sebenarnya menentukan arah pembicaraan tersebut.

Namun, kebuntuan itu kini berakhir. Para peneliti dari Allen Institute dan HHMI’s Janelia Research Campus berhasil menciptakan protein sensor baru bernama iGluSnFR4 (dibaca: glue sniffer). 

Alat canggih ini memungkinkan ilmuwan "mencuri dengar" pesan kimiawi paling sunyi yang diterima oleh sel otak. Para peneliti melaporkan temuan tersebut di jurnal Nature Methods, 

Kunci dari komunikasi ini terletak pada glutamat, neurotransmiter paling melimpah di otak yang mengurus segala hal mulai dari belajar, memori, hingga emosi. Masalahnya, sinyal glutamat ini sangat cepat dan samar.

Teknologi lama seringkali terlalu lambat atau kurang sensitif. "Ini seperti membaca buku dengan kata-kata yang diacak-acak," ujar Kaspar Podgorski, PhD, ilmuwan senior di Allen Institute. 

Dengan sensor baru ini, peneliti kini bisa melihat urutan kata-katanya secara utuh, sehingga pesan yang disampaikan menjadi jelas.

Terobosan ini bukan sekadar alat pemuas rasa ingin tahu para ilmuwan. Memahami bagaimana saraf menerima input dapat membantu memecahkan misteri penyakit degeneratif dan gangguan mental.

Sinyal glutamat yang tidak normal telah lama dikaitkan dengan kondisi seperti:

• Alzheimer: Penurunan fungsi memori.
• Skizofrenia dan Autisme: Gangguan pada cara otak memproses informasi.
• Epilepsi: Aktivitas listrik berlebih yang dipicu oleh ketidakseimbangan kimiawi.

Dengan alat ini, pengembangan obat-obatan baru bisa dipercepat karena peneliti dapat melihat secara langsung bagaimana obat eksperimental memengaruhi aktivitas sinapsis (celah antar saraf) secara real-time.

Melengkapi temuan ini, perlu diketahui bahwa otak manusia memiliki sekitar 86 miliar neuron. 

Menurut penelitian dari National Institutes of Health (NIH), setiap neuron dapat memiliki hingga 10.000 koneksi sinapsis. Artinya, setiap detik ada jutaan "bisikan" glutamat yang terjadi. 

Sensor iGluSnFR4 menjadi sangat krusial karena ia mampu mendeteksi pelepasan spontan hanya dari 500 molekul glutamat, jumlah yang sangat kecil dalam skala biologis. 

Keberhasilan ini membuka gerbang baru bagi neurosains untuk memahami bagaimana miliaran kabel di kepala kita membentuk kesadaran manusia.

Disadur dari SciTechDaily.