KABARIKA.ID, MAKASSAR — Para peneliti telah membuat peta digital yang menunjukkan sebagian kecil otak manusia dengan detail yang belum pernah ada sebelumnya.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
Dengan bantuan algoritma kecerdasan buatan, para peneliti menghasilkan 1,4 juta gigabit data dari satu milimeter kubik jaringan otak manusia.
Berdasarkan sampel jaringan otak yang telah diangkat melalui pembedahan dari seseorang, peta tersebut merepresentasikan satu milimeter kubik otak, area sekitar setengah ukuran sebutir beras.
Namun, segmen sekecil itu pun dipenuhi 1,4 juta gigabit informasi, berisi sekitar 57.000 sel, 230 milimeter pembuluh darah, dan 150 juta sinapsis, yakni koneksi antarneuron.
Para peneliti itu mempublikasikan hasil temuan mereka di jurnal Science beberapa waktu lalu.
Mereka menyediakan kumpulan data tersebut secara daring dan menyediakan alat untuk menganalisis serta mengoreksinya.
“Dalam satu hal, kumpulan data kami sangat kecil. Tapi tidak terasa kecil, karena ketika Anda masuk ke dalamnya, Anda melihatnya seperti hutan raksasa,” ujar Jeff Lichtman, salah satu penulis studi dan ahli biologi di Universitas Harvard.
“Ini sedikit merendahkan hati,” ujar Viren Jain, salah satu penulis studi dan ahli saraf di Google.
“Bagaimana kita bisa benar-benar memahami semua kerumitan ini?,” ujar Jain.
Pemetaan otak pertama semacam itu dibuat pada 1986, ketika para peneliti mengatalogkan 302 neuron cacing gelang.
Pada tahun 2020, tim Google memetakan 25.000 neuron di bagian otak lalat buah. Mereka juga terlibat dalam pemetaan bagian otak burung pipit zebra (burung kecil) dan larva ikan zebra.
Pada pemetaan otak terbaru ini, para peneliti menggunakan sepotong jaringan otak dari seseorang yang menderita epilepsi.
Untuk mengakses lesi di hipokampus pasien, seorang ahli bedah telah mengangkat jaringan dari lobus temporal anterior kiri mereka, bagian otak yang diduga berperan dalam ingatan kita tentang objek, orang, kata-kata, dan fakta.
Para ilmuwan kemudian menggunakan mikroskop elektron untuk mencitrakan lebih dari 5.000 irisan jaringan, yang masing-masing hanya setebal sekitar 30 nanometer.
Proses ini memakan waktu hampir 11 bulan. Algoritma kecerdasan buatan kemudian merekonstruksi sel dan koneksinya dalam 3D.
“Tujuannya adalah untuk mendapatkan tampilan beresolusi tinggi dari bagian biologi paling misterius yang kita bawa di pundak kita masing-masing. Alasan kami belum pernah melakukan itu sebelumnya, adalah karena sangat menantang. Sungguh sangat sulit untuk melakukanya,” ujar Lichtman.
Michael Hawrylycz, seorang ahli saraf komputasional di Allen Institute for Brain Science menbgatakan bahwa mungkin ini merupakan pekerjaan yang paling intensif komputasional di seluruh ilmu saraf.
Data tersebut telah menghasilkan beberapa temuan tak terduga bagi para peneliti. “Ada begitu banyak hal di dalamnya yang tidak sesuai dengan apa yang Anda baca di buku teks,” tandas Lichtman.
Misalnya, mereka menemukan beberapa lokasi langka di mana neuron terhubung oleh lebih dari 50 sinapsis. Ini sangat jarang, lebih dari 96 persen koneksi antarneuron hanya memiliki satu sinapsis, dan lebih dari 99 persen memiliki tiga sinapsis atau kurang.
“Koneksi yang kuat ini mungkin menunjukkan bagaimana pembelajaran terlihat di otak,” ujar Lichtman berhipotesis.
Ia menambahkan bahwa hal itu menggambarkan perilaku yang sangat sering dilakukan sehingga hampir tidak memerlukan pemikiran sama sekali, seperti menggerakkan kaki dari pedal gas ke rem saat menghentikan mobil.
Tim peneliti juga menemukan kasus akson, sulur pada neuron yang mengirimkan pesan, melilit diri mereka sendiri menjadi simpul, tetapi mereka tidak tahu mengapa.
“Tidak ada yang pernah melihat hal seperti ini sebelumnya,” ujar Jain.
Meskipun sampel jaringan tidak menunjukkan bukti penyakit, para peneliti tidak dapat memastikan apakah kejutan ini ada hubungannya dengan epilepsi atau perawatan yang diterima orang tersebut.
Mempelajari sampel jaringan lain dapat memberi mereka gambaran yang lebih jelas.
Selanjutnya, para peneliti ingin memetakan hipokampus tikus. Namun, data manusia yang mereka miliki sejauh ini akan memungkinkan peneliti lain untuk mempelajari lebih lanjut tentang otak manusia.
“Ini bukan hanya prestasi teknologi yang mengesankan, tetapi juga merupakan alat dan sumber daya yang benar-benar ditujukan untuk dibagikan kepada dunia dan menyebarkan semua informasi ilmiah ini,” ujar Tim Mosca, seorang ahli saraf di Universitas Thomas Jefferson.
“Kelompok ini telah melakukan pekerjaan yang luar biasa dalam merancang semua alat dan alur kerja baru untuk menjadikannya tersedia bagi siapa pun yang ingin melihatnya, ingin memikirkannya, ingin menggunakannya dalam penelitian mereka,” tandas Mosca. (rus)
