"Saya tidak mau terlalu memikirkannya," katanya sambil tertawa. "Terlalu menyakitkan."
apabila lichtman kelak merampungkan gambar otak tiga dimensi, gambar itu akan mengungkapkan banyak informasi—tetapi tetap sekadar model yang sangat mendetail.
Neuron yang dicitrakan hanyalah model kosong; neuron sungguhan dijejali dengan DNA hidup, protein, dan molekul lainnya. Setiap jenis neuron menggunakan seperangkat gen khas untuk membangun mesin molekul yang diperlukannya untuk melakukan tugas masing-masing. Misalnya, neuron peka-cahaya di mata, membuat protein penangkap foton. Sedangkan neuron di wilayah yang disebut substansia nigra membuat protein bernama dopamin, yang berperan penting untuk perasaan puas.
Geografi protein ini penting untuk memahami cara kerja otak—dan gangguan otak. Pada penyakit Parkinson, neuron substansia nigra membuat dopamin dalam jumlah di bawah normal. Penyakit Alzheimer menebarkan kekusutan protein di seluruh otak, tetapi para ilmuwan belum mengetahui pasti bagaimana kekusutan itu menimbulkan demensia parah.
Sebuah peta mesin molekul otak yang disebut Allen Brain Atlas dibuat di Allen Institute for Brain Science di Seattle. Dengan menggunakan otak milik orang baru meninggal yang disumbangkan oleh keluarganya, peneliti menggunakan pindaian setiap otak hasil pencitraan resonansi magnetis (MRI) beresolusi tinggi sebagai peta tiga dimensi, kemudian mengiris-irisnya menjadi lembar tipis mikroskopis yang diletakkan di kaca objek. Mereka membasuh lembar itu dengan zat kimia untuk menampakkan kehadiran gen aktif yang ada di dalam neuron.
Sejauh ini, peneliti telah memetakan enam otak manusia, melacak kegiatan 20.000 gen pengkode-protein di 700 lokasi dalam setiap otak. Jumlah data yang gigantis, dan mereka baru saja mulai mempelajari dan memahaminya. Para ilmuwan memperkirakan bahwa 84 persen dari semua gen dalam DNA kita aktif di suatu tempat di otak dewasa kita. (Organ yang lebih sederhana seperti jantung atau pankreas memerlukan jauh lebih sedikit gen untuk berfungsi.)
Di setiap lokasi dari 700 lokasi yang dipelajari para ilmuwan, neuron mengaktifkan kumpulan gen yang spesifik. Dalam survei awal pada dua wilayah otak, para ilmuwan membandingkan seribu gen yang sudah diketahui berperan penting dalam fungsi neuron. Di antara keenam otak itu, setiap gen itu aktif di area otak yang sama. Tampaknya otak memiliki lanskap genetis terperinci, dengan kombinasi gen khusus yang mengerjakan tugas di lokasi masing-masing. Rahasia berbagai penyakit otak mungkin tersembunyi di lanskap itu, ketika gen tertentu menjadi nonaktif atau aktif secara abnormal.
Semua informasi dari Atlas Otak Allen dimuat di internet, jadi ilmuwan lain dapat menelaah datanya dengan perangkat lunak khusus. Mereka pun sudah menemukan hal-hal baru. Misalnya, sekelompok ilmuwan Brasilia menggunakannya untuk mempelajari gangguan otak bernama penyakit Fahr, yang menyebabkan pengapuran beberapa wilayah jauh di dalam otak, yang mengakibatkan demensia. Beberapa kasus penyakit Fahr sudah dikaitkan dengan mutasi pada gen SLC20A2. Dalam atlas ini, para ilmuwan menemukan bahwa SLC20A2 paling aktif persis di bagian-bagian yang dibidik penyakit itu.
di antara semua cara baru memvisualisasikan otak, mungkin yang paling luar biasa adalah cara yang diciptakan oleh ilmuwan saraf dan psikiater Stanford, Karl Deisseroth, dan rekan-rekannya. Untuk melihat otak, mereka memulai dengan melenyapkannya.
Saat saya mengunjungi lab Deisseroth, mahasiswi S-1 Jenelle Wallace mengajak saya ke bangku yang berisi enam gelas ukur. Dia mengambil satu gelas dan menunjuk otak tikus sebesar buah anggur di dasarnya. Benda itu ternyata tembus pandang. Otak itu hampir sejernih kelereng kaca.
Tentu saja otak tikus atau manusia normal tidak tembus pandang, sel-selnya dibungkus lemak dan senyawa lain yang menghalangi cahaya. Keuntungan otak transparan adalah kita dapat melihat cara kerjanya sementara organ itu masih utuh. Bersama peneliti pascadoktoral Kwanghun Chung, Deisseroth menyusun resep untuk mengganti senyawa penyebar cahaya di dalam otak dengan molekul transparan. Setelah otak tikus dijadikan transparan dengan cara ini, mereka lalu dapat membasuh otak dengan label kimia bercahaya yang hanya melekat pada protein tertentu atau melacak lintasan tertentu yang menghubungkan neuron-neuron di wilayah otak yang berjauhan.
Para ilmuwan lalu dapat membilas kelompok zat kimia pertama dan menambahkan zat kimia lain yang menandai lokasi dan struktur neuron jenis lain—sehingga dapat menguraikan misteri rangkaian saraf satu per satu. "Otak tidak perlu dibongkar untuk dilihat strukturnya," Deisseroth menjelaskan.
Penulis | : | |
Editor | : | Administrator |
KOMENTAR