Diposting Kamis, 31 Maret 2011 jam 7:09 pm oleh Evy Siscawati

Cara Sel Syaraf Memutuskan Mengirim Informasi

Suka dengan artikel ini?

Jelajahi artikel-artikel FaktaIlmiah yang berdasarkan apa yang dibaca dan ditonton teman-teman.
Terbitkan aktivitas Anda sendiri dan dapatkan kendali penuh.
Login

Kamis, 31 Maret 2011 -


 

Para peneliti dari Pusat Basis Syaraf untuk Kognisi, sebuah program kerjasama antara Universitas Carnegie Mellon (CMU) dan Universitas Pittsburgh, telah menemukan dua cara yang digunakan sel syaraf untuk mencapai hal ini dan menjadi mekanisme dasar komunikasi sel syaraf. Penemuan ini diterbitkan dalam jurnal ilmiah Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

“Sel syaraf menghadapi masalah komunikasi universal. Mereka dapat saling berbicara dan didengar banyak syaraf sekaligus, atau mereka dapat berbicara secara individu pada masing-masing syaraf dan berarti harus berkata lebih banyak. Keduanya penting. Kami ingin menemukan bagaimana sel syaraf memilih strategi ini,” kata  Nathan Urban, profesor paripurna dalam bidang ilmu alam dan ketua jurusan ilmu biologi di CMU.

Sel syaraf berkomunikasi dengan mengirim denyut listrik yang disebut potensial aksi atau spike. Spike ini menyandikan informasi kurang lebih seperti sandi Morse dengan hanya titik atau hanya garis. Sekelompok sel syaraf dapat memilih mengkomunikasikan informasi ini lewat satu dari dua cara: dengan berdenyut serempak atau berdenyut secara terpisah.

Untuk menemukan bagaimana otak memutuskan metode mana yang harus digunakan untuk memproses masukan dari alat indera, para peneliti melihat pada sel syaraf mitral di tonjolan olfaktori otak – bagian otak yang memilah penciuman dan model umum untuk mempelajari pemprosesan informasi. Menggunakan elektrofisiologi iris dan simulasi komputer, para peneliti menemukan kalau otak memiliki strategi pintar untuk memastikan kalau pesan sel syaraf didengarkan.

Dalam waktu singkat, hanya beberapa milidetik, otak menyertakan rangkaian inhibitornya untuk menjadikan sel-sel syaraf menembak secara selaras. Penembakan serempak dan berkorelasi ini menciptakan sinyal yang nyaring namun sederhana. Efeknya kurang elbih seperti sekelompok suporter sepak bola berteriak, “Seraaang!”. Dalam jangka waktu singkat, syaraf-syaraf individual menghasilkan pesan singkat yang sama, meningkatkan efektivitas dimana aktivitasnya dikirim ke bagian otak lainnya. Para peneliti mengatakan kalau baik pada komunikasi manusia maupun syaraf, komunikasi kolektif unu bekerja baik untuk pesan singkat, namun tidak untuk pesan yang panjang dan lebih rumit yang mengandung banyak informasi pelik.

Sel syaraf yang dipelajari menggunakan skala waktu lebih panjang (sekitar satu detik) untuk mengirimkan konsep yang lebih rumit ini. Dalam jangka waktu yang lebih panjang, rangkaian inhibitor membangkitkan semacam kompetisi antar sel syaraf, sehingga sel syaraf yang lebih aktif membungkam sel syaraf yang aktivitasnya lemah, meningkatkan perbedaan laju penembakan mereka dan membuat aktivitas mereka kurang terkorelasi. Tiap sel syaraf mampu mengkomunikasikan berbagai potongan informasi mengenai stimulus tanpa tenggelam dalam keributan syaraf-syaraf yang berkompetisi. Hal ini seperti orang yang ada dalam sebuah kelompok dimana tiap orang bicara secara bergantian. Ruangan akan lebih sepi daripada stadion sepak bola dan tujuan pesan dapat mendengar dan mempelajari informasi yang lebih rumit.

Para peneliti percaya kalau penemuan ini dapat berlaku bukan hanya di  sistem olfaktori, namun pada sistem syaraf lainnya, dan bahkan mungkin dipakai dalam sistem biologis lain.

“Dalam biologi, dari genetika hingga ekologi, sistem harus menyelesaikan sejumlah fungsi secara serempak. Solusi yang kami temukan dalam ilmu syaraf dapat berlaku pada sistem lain yang mencoba memahami bagaimana mereka mengatur permintaan yang bersain,” kata Urban.

Penulis lain dalam studi ini adalah Brent Doiron, asisten profesor matematika di Universitas Pittsburgh dan Sonya Giridhar, seorang mahasiswa doktoral di Pusat Neurosains Pittsburgh. Keduanya adalah anggota Pusat Basis Syaraf dari Kognisi.

Studi ini didanai oleh Lembaga Nasional Ketulian dan Gangguan Komunikasi Lainnya, Lembaga Kesehatan Nasional dan Yayasan Sains Nasional.

Sumber berita :

Carnegie Mellon University.

Referensi Jurnal:

Giridhar, S., Doiron, B., Urban, N.N. 2011. Timescale-dependent shaping of correlation by olfactory bulb lateral inhibition. Proceedings of the National Academy of Sciences, DOI: 10.1073/pnas.1015165108

 

 

 

 

 

Evy Siscawati
Facts are the air of scientists. Without them you can never fly (Linus Pauling). Berjalan di pantai, dud dud, berjalan di pantai, dud dud (ESW).
Bergabung dengan 1000 orang lebih dengan kami melalui sosial media

Berlangganan artikel dan berita terbaru dari kami via email


Aktifitas

© 2010 FaktaIlmiah.com. Hak cipta asli oleh faktailmiah
Anda boleh mendistribusikannya dengan mencantumkan referensi dari situs kami.