Beritabaru.co Dapatkan aplikasi di Play Store

 Berita

 Network

 Partner

otak

Peneliti Merekam Bagaimana Sel Otak Membuat Memori Baru

Berita Baru, Amerika Serikat – Sebuah tim peneliti dari USC telah memfilmkan sel otak ikan zebra hidup untuk menunjukkan bagaimana otak mereka memproses dan menyimpan ingatan dalam studi terobosan yang dapat menawarkan harapan untuk pengobatan pengidap sindrom PTSD yang baru.

Dilansir dari Dailymail.co.uk, Dengan bantuan mikroskop yang dibuat khusus, para peneliti dapat merekam bagaimana sel-sel otak ikan tersebut yang transparan ketika muda menjadi ‘menyala’ selama percobaan.

Studi tersebut, yang memetakan perubahan di otak, membuat penemuan mengejutkan bahwa membuat ingatan muncul untuk menciptakan sinapsis baru atau koneksi antar neuron atau membuatnya hilang sama sekali. Teori yang diterima secara luas bahwa pembelajaran dan ingatan memperkuat sinapsis tidak jelas.

“Selama 40 tahun terakhir, kebijaksanaan umum adalah bahwa Anda belajar dengan mengubah kekuatan sinapsis tetapi bukan itu yang kami temukan dalam kasus ini,” rekan penulis, direktur Divisi Informatika di Institut Ilmu Informasi USC dan ilmuwan komputer Prof kata Carl Kesselman dalam siaran persnya.

With the help of a tailor-made microscope, researchers were able to record how brain cells of the fish - which are transparent when young - 'lit up like Times Square on New Year's Eve' (pictured) during the experiment
Dengan bantuan mikroskop yang dibuat khusus, para peneliti dapat merekam bagaimana sel-sel otak ikan – yang transparan ketika muda – ‘menyala seperti Times Square pada Malam Tahun Baru’ (foto) selama percobaan.

Penulis utama Profesor Don Arnold di University of Southern California menambahkan: “Ini adalah hasil terbaik yang bisa kami dapatkan karena kami melihat perubahan dramatis dalam jumlah sinapsis beberapa menghilang, beberapa membentuk, dan kami melihatnya di bagian yang sangat berbeda dari otak.”

“Dogmanya adalah bahwa sinapsis mengubah kekuatan mereka. Tapi saya terkejut melihat fenomena tarik menarik, dan kami tidak melihat perubahan kekuatan sinapsis.”

Dengan memungkinkan para ilmuwan melacak dan memberi label pada perubahan sinaptik, eksperimen ini dapat membantu menunjukkan bagaimana ingatan terbentuk dan mengapa jenis ingatan tertentu lebih kuat daripada yang lain.

Para peneliti percaya ini dapat menawarkan terobosan untuk pengobatan baru untuk sindrom stres pasca-trauma (PTSD) dan penyakit neurodegeneratif.

The study, which mapped the changes in the brain, made the surprising find that making memories appears to create new synapses - connections between neurons -or made them disappear entirely. Pictured is a synapse from the study
Studi tersebut, yang memetakan perubahan di otak, membuat penemuan mengejutkan bahwa membuat ingatan muncul untuk menciptakan sinapsis baru – koneksi antar neuron – atau membuatnya hilang sama sekali. Digambarkan adalah sinapsis dari penelitian
By allowing scientists to track and label the synaptic changes, the experiment may help show how memories are formed and why certain kinds of memories are more powerful than others
Dengan memungkinkan para ilmuwan untuk melacak dan memberi label pada perubahan sinaptik, eksperimen dapat membantu menunjukkan bagaimana ingatan terbentuk dan mengapa jenis ingatan tertentu lebih kuat daripada yang lain.
Researchers believe this could offer a breakthrough for new treatments for post-traumatic stress syndrome (PTSD) and neurodegenerative diseases
Para peneliti percaya ini dapat menawarkan terobosan untuk pengobatan baru untuk sindrom stres pasca-trauma (PTSD) dan penyakit neurodegeneratif.
It finds negative memories appear to be formed in a different part of the brain to most other memories - the amygdala, which is responsible for emotional responses including fight or flight
Ia menemukan ingatan negatif tampaknya terbentuk di bagian otak yang berbeda dengan sebagian besar ingatan lainnya – amigdala, yang bertanggung jawab atas respons emosional termasuk melawan atau melarikan diri.

Ia menemukan ingatan negatif tampaknya terbentuk di bagian otak yang berbeda dengan sebagian besar ingatan lainnya seperti amigdala, yang bertanggung jawab atas respons emosional termasuk melawan atau melarikan diri.

“Telah diperkirakan bahwa pembentukan memori terutama melibatkan remodeling koneksi sinaptik yang ada sedangkan dalam penelitian ini, kami menemukan pembentukan dan penghapusan sinapsis, tetapi kami hanya melihat perubahan kecil dan acak dalam kekuatan sinaptik dari sinapsis yang ada,” Arnold menjelaskan.

“Ini mungkin karena penelitian ini berkonsentrasi pada ingatan asosiatif, yang jauh lebih kuat daripada ingatan lain dan terbentuk di tempat yang berbeda di otak, amigdala, versus hippocampus untuk sebagian besar ingatan lainnya. Ini mungkin suatu hari nanti memiliki relevansi untuk PTSD, yang dianggap dimediasi oleh pembentukan ingatan asosiatif.”

Studi ini menggunakan ikan zebra karena otak mereka mirip dengan manusia, baik pada tingkat genetik dan seluler, tetapi ikan muda transparan memungkinkan tampilan otak hidup mereka yang tidak berubah.

“Probe kami dapat memberi label sinapsis di otak yang hidup tanpa mengubah struktur atau fungsinya, yang tidak mungkin dilakukan dengan alat sebelumnya,” kata Profesor Arnold.

Dengan menggunakan mikroskop canggih baru, yang ditemukan di USC, mereka dapat mempelajari otak ikan dari waktu ke waktu dan membandingkan sinapsis dan perubahan sinaptik di otak yang sama,menjadi sebuah ‘terobosan di bidang ilmu saraf’.

“Mikroskop yang kami buat dirancang untuk memecahkan tantangan pencitraan ini dan mengekstrak pengetahuan yang kami butuhkan,” rekan penulis Prof. Scott Fraser menambahkan.

“Terkadang, Anda mencoba untuk mendapatkan gambar yang spektakuler sehingga Anda membunuh apa yang Anda lihat. Untuk eksperimen ini, kami harus menemukan keseimbangan yang tepat antara mendapatkan gambar yang cukup bagus untuk mendapatkan jawaban, tetapi tidak begitu spektakuler sehingga kami akan membunuh ikan dengan foton.”

The study used zebrafish because their brains are similar to those of humans, both on a genetic and cellular level, but young fish are transparent - allowing an unaltered look at their living brains. Pictured is a young zebrafish
Studi ini menggunakan ikan zebra karena otak mereka mirip dengan manusia, baik pada tingkat genetik dan seluler, tetapi ikan muda transparan – memungkinkan tampilan otak hidup mereka yang tidak berubah. Difoto adalah ikan zebra muda
With the use of a new advanced microscope (pictured) invented at USC, they were able to study the fishes' brains over time and compare the synapses and synaptic changes in the same brains - a 'breakthrough in the neuroscience field'
Dengan menggunakan mikroskop canggih baru (foto) yang ditemukan di USC, mereka dapat mempelajari otak ikan dari waktu ke waktu dan membandingkan sinapsis dan perubahan sinaptik di otak yang sama – sebuah ‘terobosan di bidang ilmu saraf’
The results were analyzed in a group led by Kesselman which developed new algorithms to monitor the changing synaptic patterns
Hasilnya dianalisis dalam kelompok yang dipimpin oleh Kesselman yang mengembangkan algoritma baru untuk memantau perubahan pola sinaptik

Eksperimen sebelumnya telah dilakukan pada spesimen mati sementara eksperimen ini berarti mereka memiliki ratusan gambar aktivitas saraf ikan yang sama.

“Ini adalah pencitraan ninja, kami menyelinap masuk tanpa diketahui,” kata Fraser.

Selama enam tahun penelitian mereka, Fraser, Arnold dan Kesselman, melatih ikan zebra untuk mengasosiasikan cahaya yang menyala dengan sensasi tidak menyenangkan dari laser inframerah yang memanaskan kepala mereka.

Ikan, yang DNA-nya diubah sehingga sinapsisnya dapat ditandai dengan protein fluoresen yang bersinar saat dipindai oleh laser, akan berusaha menghindari laser dengan berenang menjauh.

Ikan yang mengingat asosiasi akan mengibaskan ekornya ketika lampu menyala, bahkan tanpa laser.

Lima jam setelah paparan awal laser, para peneliti mengukur perubahan dramatis pada sinapsis dan fungsi saraf hewan tersebut.

Hasilnya dianalisis dalam kelompok yang dipimpin oleh Kesselman yang mengembangkan algoritma baru untuk memantau perubahan pola sinaptik.