Neuron metronom: tipe baru sel saraf?

Investigasi ilmiah baru telah menemukan jenis neuron yang akan bertindak sebagai semacam jam atau metronom, menjaga agar otak tetap sinkron.

Sel-sel otak ini, dibaptis dengan nama neuron metronom, bisa memainkan peran mendasar dalam mengoordinasikan aktivitas saraf.

• Artikel terkait: "Jenis neuron: karakteristik dan fungsi"

Gelombang gamma: konduktor orkestra?

Otak kita seperti gedung konser yang besar. Untuk mengarahkan dan mengelola proses kognitif yang banyak dan kompleks, beberapa kelompok neuron perlu diaktifkan dan, seperti berbagai anggota orkestra musik, bekerja secara harmonis untuk menghasilkan simfoni proses yang memungkinkan kita untuk memahami dan berinteraksi dengan kita sekitar.

Tapi seperti orkestra, otak mungkin membutuhkan konduktor agar semua bagiannya tetap aktif dan sinkron. Dalam pengertian ini, ada beberapa ahli saraf yang berpendapat bahwa ritme gamma, gelombang Sel-sel otak yang berfluktuasi dengan frekuensi kira-kira 40 siklus per detik, bisa bermain Fungsi ini.

Hal ini diyakini bahwa

osilasi gelombang gamma ini akan bertindak sebagai semacam jam atau metronom yang mengoordinasikan transfer informasi dari satu kelompok neuron ke yang lain, jadi sepertinya ada Banyak bukti menunjukkan bahwa peran gelombang gamma dalam pemrosesan kognitif mendasar.

Selama beberapa dekade penelitian pada manusia dan hewan lainnya, pola telah ditemukan di banyak wilayah di dunia otak yang telah dikaitkan dengan berbagai proses kognitif, seperti perhatian atau ingatan pekerjaan. Beberapa penelitian bahkan mengaitkan gangguan pada osilasi gamma ini dengan berbagai penyakit saraf, termasuk penyakit Alzheimer dan skizofrenia.

Namun, tampaknya tidak ada konsensus mutlak. Beberapa ahli saraf percaya bahwa peran yang dimainkan oleh gelombang gamma tidak akan begitu menentukan, dan mereka meyakinkannya ritme ini dapat berkorelasi dengan aktivitas otak, tetapi tidak memberikan kontribusi yang signifikan terhadap sama.

Neuron metronom: studi pada tikus

Untuk menyelidiki apakah gelombang gamma benar-benar berperan penting dalam mengoordinasikan aktivitas saraf, Ahli saraf Brown University, Moore dan Shin memulai studi mereka pada tikus, menemukan bahwa kumpulan neuron yang sebelumnya tidak diketahui akan bertindak sebagai metronom.

Sel-sel yang baru ditemukan ini menembak secara ritmis pada frekuensi gamma (30-55 siklus per detik), terlepas dari apa yang terjadi di lingkungan eksternal, dan kemungkinan seekor hewan akan mendeteksi stimulus sensorik dikaitkan dengan kemampuan neuron ini untuk menangani waktu.

Moore dan Shin memulai penelitian mereka sebagai pencarian umum aktivitas otak yang berkaitan dengan persepsi sentuhan. Dan untuk melakukannya, mereka menanamkan elektroda di area spesifik korteks somatosensori tikus, yang bertanggung jawab untuk memproses masukan dari indra. Selanjutnya, mereka mengukur aktivitas saraf sambil mengamati kemampuan tikus untuk merasakan ketukan halus pada kumis mereka.

Para peneliti fokus pada osilasi gamma dan memutuskan untuk menganalisis kelompok sel otak tertentu, yang disebut interneuron yang berakselerasi dengan cepat, karena penelitian sebelumnya telah menyarankan bahwa mereka dapat berpartisipasi dalam pembuatan ritme cepat ini. Analisis mengungkapkan bahwa, seperti yang diharapkan, sejauh mana sel-sel ini ditembakkan frekuensi gamma memprediksi seberapa baik tikus dapat mendeteksi kontak dengan mereka cambang.

Tetapi ketika ahli saraf mempelajari penelitian ini, mereka menemukan sesuatu yang aneh. Dan itulah yang mereka harapkan bahwa sel-sel yang akan aktif sebagai respons terhadap stimulus sensorik, akan menunjukkan hubungan terkuat dengan presisi perseptual. Namun, setelah memeriksa sel-selnya, hubungan ini telah melemah. Jadi mereka menyadari bahwa mungkin sel tidak sensorik dan bertindak sebagai pencatat waktu, terlepas dari apa yang terjadi di lingkungan.

Dengan mengulangi analisis hanya pada sel yang tidak merespons input sensorik, hubungan dengan akurasi persepsi menjadi lebih kuat. Selain tidak terganggu oleh lingkungan luar, subset neuron spesifik ini cenderung meningkat secara teratur dalam interval rentang gamma, seperti metronom. Itu lebih, semakin ritmis selnya, semakin baik hewan tersebut dalam mendeteksi ketukan kumis. Apa yang tampaknya terjadi, melanjutkan metafora aula konser pembukaan, adalah bahwa semakin baik konduktor dalam mengatur waktu, semakin baik pula orkestranya.

• Anda mungkin tertarik pada: "Jenis gelombang otak: Delta, Theta, Alpha, Beta dan Gamma"

jam otak

Kita semua pernah mendengar tentang jam internal atau jam biologis di beberapa titik. Dan itu adalah itu otak kita merespons berlalunya waktu melalui sistem fisiologis yang memungkinkan kita hidup selaras dengan ritme alam, seperti siklus siang dan malam, atau siklus musim.

Otak manusia menggunakan dua "jam". Yang pertama, jam internal kita, yang memungkinkan kita mendeteksi berlalunya waktu dan sangat penting untuk berfungsi dalam keseharian kita. Dengan jam ini kita bisa, misalnya mengukur waktu yang telah berlalu antara dua aktivitas, mengetahui berapa banyak waktu yang telah kita habiskan untuk mengerjakan tugas seperti mengemudi atau belajar, karena jika tidak, jenis tugas ini akan berlangsung tanpa batas waktu tanpa kita mengetahui waktu yang telah berlalu. masa lalu.

Jam kedua tidak hanya bisa berjalan sejajar dengan yang pertama, tapi bahkan bisa bersaing dengannya. Sistem otak ini akan ditempatkan di dalam jam pertama, dan akan bekerja sama dengan korteks serebral untuk mengintegrasikan informasi temporal. Mekanisme ini akan dijalankan, misalnya, pada saat tubuh kita memperhatikan bagaimana waktu telah berlalu.

Perasaan sadar akan waktu yang telah berlalu sama pentingnya dengan menjaga ingatan akan apa yang telah kita lakukan selama proses tersebut. Dan di sinilah struktur otak seperti otak berperan. hipokampus, bertanggung jawab atas proses seperti penghambatan, memori atau ruang jangka panjang, serta memainkan peran mendasar dalam mengingat berlalunya waktu, menurut studi ilmiah terbaru.

Di masa depan, penting untuk terus mengembangkan perawatan baru dan menyelidiki hubungan antara struktur otak ini dan jam internal kita dengan penyakit neurodegeneratif. seperti Alzheimer dan jenis demensia lainnya, serta gangguan mental dan penyakit otak yang melibatkan proses degenerasi gagasan ruang dan waktu. jasmani.

Referensi bibliografi:

• Universitas Brown (2019). Ahli saraf menemukan jenis neuron yang bertindak sebagai metronom otak. ScienceDaily. Tersedia di: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190718112415.htm.