Diposting Jumat, 8 April 2011 jam 7:02 pm oleh Evy Siscawati

Perkawatan Indera Penciuman Berbeda-Beda bagi Tiap Individu

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

Jumat, 8 April 2011 -


 

Para peneliti mengembangkan teknik berbasis virus yang baru untuk menyorot jalur syaraf individual, lalu menerapkannya pada sistem penciuman tikus. Mereka menemukan kalau sel syaraf penciuman tikus mengirim sinyal ke dua daerah pemproses kunci di otak dengan cara yang berbeda dari satu tikus ke tikus lainnya – sebuah keanekeragaman yang kemungkinan juga ditemukan pada manusia pula.

“Hal ini menunjukkan kalau kita masih harus banyak belajar mengenai persepsi penciuman dan bagaimana otak dirangkai secara umum,” kata Kristin Baldwin, asistem profesor di Penelitian Scripps dan penulis dalam studi ini, yang diterbitkan online tanggal 30 Maret 2011 di jurnal Nature.

Pola yang Diharapkan

Untuk tahap awal persepsi bau, pola perkawatan mamalia sudah diketahui. Tiap sel syaraf penciuman primer memiliki serabut masukan mirip akar, tertempel di jalur nasal, yang mempercepat reseptor spesifik bau. Ketika reseptor ini mendeteksi kimiawi bau yang sesuai, sel syaraf induknya menjadi aktif dan mengirim sinyal via serabut keluaran ke pusat pemprosesan awal, gelembung olfaktori. Disana, sinyal lenyap dalam bundelan serabut bulat bernama glomerulus.

“Glomeruli spesifik bau ini tersusun secara sangat konsisten dan stereotipik di gelembung olfaktori, sehingga pola spasial aktivitas yang dipicu bau hampir identik di antara individu,” kata Sulagna Ghosh, seorang mahasiswa pasca sarjana di laboratorium Baldwin dan pengarang perdana studi ini. “Hanya dengan mengamati himpunan glomeruli yang aktif pada tikus, kita dapat meramalkan bau apa yang dicium oleh sang hewan.”

Namun ketika sinyal olfaktori pergi dari glomeruli ke pusat pemprosesan yang lebih tinggi di korteks olfaktori, apakah pola stereotipe ini berlanjut? Ini pertanyaan yang ingin dijawab Ghosh, Baldwin dan rekan-rekannya. “Kami melihat peta stereotipe di korteks untuk indera lain seperti penglihatan dan peraba,” kata Gosh. “Keteraturan yang sama terlihat pada sistem penciuman lalat, namun pada mamalia, diagram perkawatan otak olfaktori tetap belum dimengerti.”

Teknik Pelacakan Baru

Sinyal yang diaktifkan glomeruli di relay ke daerah pemproses yang lebih tinggi di korteks olfaktori lewat sel syaraf Mitral dan Tufted (MT). Sampai kini, para peneliti belum mempunyai alat yang cukup teliti untuk melacak koneksinya pada mamalia dari glomerulus individual ke sel syaraf MT dan ke terminal mereka di korteks olfaktori.

Walau begitu, Gosh dan koleganya mampu mengembangkan sebuah teknik dimana mereka dapat mengirimkan virus pengekspresi penjejak berpendar yang sangat efisien ke glomeruli individual. “Menggunakan virus ini, kami dapat menandai sel syaraf MT yang melayani satu glomerulus dengan warna pendar berbeda, kemudian melacak serabut keluaran mereka, yang disebut akson, menuju ke korteks,” kata Gosh.

Keanekaragaman Mengejutkan

Teknik Ghosh memungkinkannya melacak akson-akson yang bercabang dari sel syaraf MT ke dua pusat pemprosesan korteks, anterior olfactory nucleus pars externa (AON pE) dan piriform cortex. Di kedua daerah ini, lokasi dimana akson MT lenyap tidaklagi menunjukkan pola yang jelas seperti terlihat di gelembung olfaktori.

“Mereka ternyata jauh lebih beragam dan tersebar luas ketimbang yang kami kira,” kata Gosh.

Untuk membantu Gosh dan rekan-rekannya membandingkan pola ini dari satu tikus ke tikus lainnya, seorang ahli neuroinformatika, mahasiswa pasca sarjana Stephen Larson dari Universitas California di San Diego, merancang sebuah “otak referensi” anatomis 3D berbasis piranti lunak. Tim Peneliti Scripps kemudian memetakan penjejak syaraf mereka dari tikus individual dengan referensi ini.

“Kami menemukan kalau proyeksi MT dari glomerulus yang sama pada tikus yang berbeda tidak sama dalam hal dimana mereka mendarat daripada proyeksi dari glomeruli yang lain,” kata Ghosh. Dengan kata lain, perkawatan dari gelembung olfaktori ke kedua daerah pemprosesan lebih tinggi ini unik pada tiap tikus – dan karena tikus adalah model kasar mamalia lainnya, terlihat kalau perkawatan olfaktori yang sama juga unik untuk tiap manusia.

Hal ini membingungkan karena dua alasan: Pertama, tidak jelas bagaimana, saat perkembangan janin, akson dari sel syaraf MT yang terlihat identik dan bersebelahan menemukan jalan sedemikian hingga berhenti di tempat berbeda di korteks olfaktori. Kedua, bagaimana mamalia dapat mengalami bau yang sama secara sama, jika korteks olfaktori tiap individu memiliki perkawatan yang unik?

Ghosh menyarankan kalau keteraturan pengalaman penciuman – yang kita tarik dari deskripsi bau yang sama yang kita rasakan – mungkin muncul dari himpunan proyeksi sel syaraf MT ketiga, kedalam amigdala, daerah otak yang terkenal karena perannya dalam memproses emosi. “Amigdala adalah daerah yang tidak mampu kami lihat karena jaraknya lebih besar dari yang dapat dicapai penjejak kami,” katanya. “Mungkin ia adalah daerah dimana ada representasi yang lebih beraturan dan terstereotipe.”

“Apa yang jelas sekarang adalah teknik pelacak syaraf berbasis virus kami dapat membantu menyelesaikan isu ini, dalam sistem olfaktori dan lainnya,” kata Baldwin.

Selain Baldwin, Ghosh, dan Larson, para pengarang studi ini yang berjudul “Sensory maps in the olfactory cortex defined by long-range viral tracing of single neurons,” adalah Hooman Hefzi, Zachary Marnoy, dan Kartheek Dokka dari Penelitian Scripps dan Tyler Cutforth dari Universitas California di Santa Cruz.

Penelitian di lab Baldwin didukung Lembaga Pengobatan Regeneratif Kalifornia, Yayasan Whitehall, Yayasan O’Keefe, Yayasan Keluarga Shapiro dan Pusat Neurosains Dorris Penelitian Scripps.

Sumber berita:

Scripps Research Institute,

Referensi jurnal:

Sulagna Ghosh, Stephen D. Larson, Hooman Hefzi, Zachary Marnoy, Tyler Cutforth, Kartheek Dokka, Kristin K. Baldwin. Sensory maps in the olfactory cortex defined by long-range viral tracing of single neurons. Nature, 2011; DOI: 10.1038/nature09945

 

 

 

 

 

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.