Apakah neuroscience telah berada di jalur yang salah selama berabad-abad? Justin Pickard / Flickr, CC BY-SA

Pengertian otak manusia bisa dibilang merupakan tantangan terbesar ilmu pengetahuan modern. Itu pendekatan terkemuka untuk sebagian besar masa lalu 200 tahun telah menghubungkan fungsi-fungsinya ke daerah otak yang berbeda atau bahkan neuron individual (sel otak). Tetapi penelitian terbaru semakin menunjukkan bahwa kita mungkin benar-benar mengambil jalan yang salah jika kita ingin memahami pikiran manusia.

Gagasan bahwa otak terdiri dari banyak daerah yang melakukan tugas tertentu dikenal sebagai "modularitas". Dan, sekilas, sudah berhasil. Misalnya, ini bisa memberi penjelasan bagaimana kita mengenali wajah dengan mengaktifkan rangkaian area otak tertentu di berhubung dgn tengkuk dan lobus temporal. Badan, bagaimanapun, diproses oleh daerah otak yang berbeda. Dan para ilmuwan meyakini bahwa daerah lain - daerah memori - membantu menggabungkan rangsangan perseptual ini untuk menciptakan representasi holistik orang. Aktivitas area otak tertentu juga pernah terjadi terkait dengan kondisi dan penyakit tertentu.

Alasan pendekatan ini begitu populer adalah sebagian karena teknologi yang memberi kita wawasan yang belum pernah terjadi sebelumnya ke otak. Fungsional resonansi magnetik imaging (fMRI), yang melacak perubahan aliran darah di otak, memungkinkan ilmuwan melihat area otak menyala saat merespons aktivitas - membantu mereka memetakan fungsi. Sementara itu, Optogenetics, sebuah teknik yang menggunakan modifikasi genetik neuron sehingga aktivitas elektriknya dapat dikendalikan dengan pulsa ringan - dapat membantu kita untuk mengeksplorasi kontribusi spesifik mereka terhadap fungsi otak.

Sementara kedua pendekatan menghasilkan hasil menarik, tidak jelas apakah mereka akan memberikan pemahaman yang berarti tentang otak. Seorang neuroscientist yang menemukan korelasi antara neuron atau daerah otak dan parameter fisik sewenang-wenang namun spesifik, seperti rasa sakit, akan tergoda untuk menarik kesimpulan bahwa neuron atau bagian otak ini mengendalikan rasa sakit. Ini ironis karena, bahkan di neuroscientist, fungsi bawaan otak adalah menemukan korelasi - dalam tugas apa pun yang dilakukannya.

Tapi bagaimana jika kita mempertimbangkan kemungkinan bahwa semua fungsi otak didistribusikan ke seluruh otak dan bahwa semua bagian otak berkontribusi pada semua fungsi? Jika memang demikian, korelasi yang ditemukan sejauh ini mungkin merupakan perangkap intelek yang sempurna. Kita kemudian harus memecahkan masalah bagaimana daerah atau tipe neuron dengan fungsi spesifik berinteraksi dengan bagian otak lainnya untuk menghasilkan perilaku terpadu yang bermakna. Sejauh ini, tidak ada solusi umum untuk masalah ini - hanya hipotesis dalam kasus tertentu, seperti untuk mengenali orang.

Masalahnya bisa diilustrasikan dengan sebuah studi baru-baru ini yang menemukan bahwa obat psikedelik LSD bisa mengganggu organisasi modular itu bisa menjelaskan penglihatan. Terlebih lagi, tingkat disorganisasi terkait dengan tingkat keparahan dari "rincian diri" yang biasanya dialami orang saat minum obat. Studi tersebut menemukan bahwa obat tersebut mempengaruhi cara beberapa daerah otak berkomunikasi dengan bagian otak lainnya, meningkatkan tingkat konektivitas mereka. Jadi jika kita ingin memahami apa arti sebenarnya diri kita, kita perlu memahami konektivitas mendasar antara daerah otak sebagai bagian dari jaringan yang kompleks.

Jalan ke depan

Beberapa peneliti sekarang percaya otak dan penyakitnya pada umumnya hanya bisa dipahami sebagai a interaksi antara sejumlah besar neuron yang didistribusikan melintasi sistem saraf pusat. Fungsi neuron manapun bergantung pada fungsi semua ribuan neuron yang terhubung dengannya. Hal ini, pada gilirannya, bergantung pada kemampuan orang lain. Wilayah yang sama atau neuron yang sama dapat digunakan di sejumlah besar konteks, namun memiliki fungsi spesifik yang berbeda tergantung pada konteksnya.

Mungkin memang pertengkaran kecil dari interplays antar neuron yang, melalui efek longsor di jaringan, menyebabkan kondisi seperti depresi atau penyakit Parkinson. Either way, kita perlu memahami mekanisme jaringan agar bisa memahami penyebab dan gejala penyakit ini. Tanpa gambaran lengkap, kita tidak mungkin bisa berhasil menyembuhkan kondisi ini dan banyak lainnya.

Secara khusus, ilmu saraf perlu mulai menyelidiki bagaimana konfigurasi jaringan muncul dari usaha seumur hidup otak untuk memahami dunia. Kita juga perlu mendapatkan gambaran yang jelas tentang bagaimana korteks, batang otak dan otak kecil berinteraksi bersama dengan otot dan puluhan ribu sensor optik dan mekanis tubuh kita untuk menciptakan satu gambar terpadu.

Menghubungkan kembali ke realitas fisik adalah satu-satunya cara untuk memahami bagaimana informasi terwakili di otak. Salah satu alasan mengapa kita memiliki sistem saraf di tempat pertama adalah bahwa evolusi mobilitas memerlukan sistem pengendalian. Kognitif, fungsi mental - dan bahkan pikiran - dapat dianggap sebagai mekanisme yang berevolusi secara berurutan untuk lebih merencanakan konsekuensinya gerakan dan tindakan

Jadi jalan ke depan untuk ilmu saraf mungkin lebih berfokus pada rekaman saraf umum (dengan optogenetics atau fMRI) - tanpa bertujuan menahan setiap neuron atau daerah otak yang bertanggung jawab atas fungsi tertentu. Ini bisa dimasukkan ke dalam penelitian jaringan teoritis, yang memiliki potensi untuk menjelaskan berbagai pengamatan dan memberikan penjelasan fungsional terpadu. Sebenarnya, teori semacam itu seharusnya membantu kita merancang eksperimen, bukan hanya sebaliknya.

Rintangan besar

Tidak akan mudah sekalipun. Teknologi saat ini mahal - ada sumber keuangan utama serta prestise nasional dan internasional yang diinvestasikan di dalamnya. Kendala lain adalah bahwa pikiran manusia cenderung lebih memilih solusi sederhana daripada penjelasan yang rumit, bahkan jika yang pertama dapat memiliki kekuatan terbatas untuk menjelaskan temuan.

Seluruh hubungan antara ilmu saraf dan industri farmasi juga dibangun di atas model modular. Strategi tipikal dalam hal penyakit neurologis dan psikiatris umum adalah mengidentifikasi satu jenis reseptor di otak yang dapat ditargetkan dengan obat untuk mengatasi keseluruhan masalah.

Misalnya, SSRI - yang menghambat penyerapan serotonin di otak sehingga lebih banyak tersedia secara bebas - saat ini digunakan untuk mengobati sejumlah masalah kesehatan mental yang berbeda, termasuk depresi. Tapi mereka tidak bekerja untuk banyak pasien dan mungkin ada Efek plasebo saat mereka terlibat.

Demikian pula, epilepsi saat ini banyak dilihat sebagai penyakit tunggal dan memang diobati dengan obat antikonvulsan, yang bekerja dengan meredam aktivitas semua neuron. Obat semacam itu juga tidak bekerja untuk semua orang. Memang, bisa jadi setiap perturbasi sirkuit di otak - timbul dari satu dari ribuan pemicu berbeda yang unik untuk setiap pasien - bisa mendorong otak ke keadaan epilepsi.

Dengan cara ini, neuroscience secara bertahap kehilangan kompas pada jalur yang diklaimnya untuk memahami otak. Ini sangat penting agar kita bisa melakukannya dengan benar. Bukan hanya itu kunci untuk memahami beberapa misteri terbesar yang diketahui sains - seperti kesadaran - ini juga bisa membantu mengatasi sejumlah besar masalah kesehatan yang melemahkan dan mahal.

Tentang Penulis

Henrik Jörntell, Dosen Senior Neuroscience, Universitas Lund

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

at Pasar InnerSelf dan Amazon