Berbagi pengetahuan, dari mana saja, dari siapa saja, untuk semua

Sistem Navigasi di Dalam Otak

Ketika Anda menuju sekolah, tempat kerja atau tempat lain yang sering Anda kunjungi, tanpa sadar Anda berjalan secara otomatis tanpa harus berpikir keras. Anda dengan mudah mengidentifikasi posisi Anda di suatu tempat dan seolah-olah di dalam otak Anda tersimpan peta menuju lokasi Anda.

Perbincangan mengenai kemampuan otak untuk mengenali daerah dan navigasi sudah tercatat lebih dari 200 tahun yang lalu. Seorang ahli bernama Immanuel Kant mengatakan, manusia memiliki kemampuan mental untuk mengenali lingkungan. Namun, baru pada pertengahan abad ke-20, secara ilmiah Edward Tolmen menemukan cara untuk membuktikan teori tersebut dan memperkenalkan istilah cognitive map (kemampuan mental untuk mengenali lingkungan).

Dari hasil eksperimen dengan menggunakan tikus yang dimasukkan ke kotak labirin, Tolmen menemukan bahwa tikus memiliki kemampuan navigasi untuk menemukan jalan keluar dari labirin. Namun, bagaimana sistem tersebut bekerja di dalam otak masih belum terjawab pada saat itu.

Penerima penghargaan Nobel dalam bidang kedokteran pada tahun 2014 adalah para peneliti yang menemukan sistem navigasi di dalam otak. Mereka adalah John O`Keefe, profesor dari University College London, serta pasangan suami istri Edvard I Moser dan May-Britt Moser, profesor neurosains berkebangsaan Norwegia.

Pada akhir tahun 1960, John O`Keefe merekam sinyal dari sel saraf di bagian otak bernama hipokampus pada tikus yang bergerak bebas di dalam ruangan. O`Keefe menemukan bahwa sel khusus bernama “Place cells” menjadi aktif ketika menemukan tempat-tempat tertentu dari suatu lingkungan. Place cells ini membangun peta dari lingkungan di dalam otak. O`Keefe menyimpulkan bahwa kemampuan mengenal lingkungan disimpan sebagai kombinasi aktivitas place cells di hipokampus.

John O`Kofee dan konsep place cells (titik-titik oranye) yang menyusun rangkaian jalan membentuk peta di hipokampus.

John O`Kofee dan konsep place cells (titik-titik oranye) yang menyusun rangkaian jalan membentuk peta di hipokampus.

Ketika pasangan Edvard dan May Britt Moser mencoba memetakan jalur menuju hipokampus, mereka menemukan aktivitas yang menakjubkan dari organ di dekat hipokampus yang bernama entohirnal cortex. Beberapa sel saraf di entohirnal cortex menjadi teraktivasi ketika tikus melewati beberapa lokasi membentuk gambaran hexagonal grid. Oleh karena itu, sel tersebut dinamakan grid cells.

Edvard I Moser dan May-Britt Moser menemukan konsep grid cells di entohirnal cortex (titik-titik biru) yang bila dihubungkan dengan garis imajiner membentuk grid.

Edvard I Moser dan May-Britt Moser menemukan konsep grid cells di entohirnal cortex (titik-titik biru) yang bila dihubungkan dengan garis imajiner membentuk grid.

Susunan dari grid cells membentuk koordinat sebagai bagian dari navigasi. Edvard dan May Britt Moser juga menemukan sel lain yang mengenali arah kepala maupun batas ruangan, dan semua sel tersebut bersama dengan grid cells, terhubung dengan place cells di hipokampus.

Penemuan ini terutama bermanfaat bagi penyakit yang berhubungan dengan saraf. Misalnya pada penyakit alzheimers atau pikun pada orang tua, bagian hipokampus dan entohirnal cortex sering terserang pada awal perkembangan penyakit tersebut. Selain itu, penemuan ini membuka wawasan bahwa di dalam otak bisa saja terdapat sel sel lain yang bekerja secara spesifik untuk fungsi-fungsi lain seperti mengingat dan berpikir.

Letak sistem navigasi pada otak manusia dan tikus.

Letak sistem navigasi pada otak manusia dan tikus.

Catatan:
Tulisan ini disadur dari MLA style: “The 2014 Nobel Prize in Physiology or Medicine – Press Release”. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2014/press.html

Penulis:
Mas Rizky A.A. Syamsunarno, dosen FK Unpad dan peneliti tamu di Graduate School of Medicine, Gunma University, Jepang. Kontak: masrizkyanggun(at)gmail(dot)com