Jaringan saraf otak, yang mencakup materi abu-abu dan putih. Perpustakaan Foto Pasieka/Sains melalui Getty Images
Siapa yang tidak merenungkan bagaimana ingatan terbentuk, kalimat yang dihasilkan, matahari terbenam yang diapresiasi, tindakan kreatif yang dilakukan atau kejahatan keji yang dilakukan?
Otak manusia adalah organ seberat tiga pon yang sebagian besar masih merupakan teka-teki. Tetapi kebanyakan orang telah mendengar tentang otak materi abu-abu, yang diperlukan untuk fungsi kognitif seperti belajar, mengingat dan menalar.
Lebih khusus, materi abu-abu mengacu pada daerah di seluruh otak di mana sel-sel saraf – dikenal sebagai neuron - terkonsentrasi. Wilayah yang dianggap paling penting untuk kognisi adalah korteks serebral, lapisan tipis materi abu-abu di permukaan otak.
Tapi separuh otak lainnya – materi putih - sering diabaikan. Materi putih terletak di bawah korteks dan juga lebih dalam di otak. Di mana pun ditemukan, materi putih menghubungkan neuron dalam materi abu-abu satu sama lain.
Saya profesor neurologi dan psikiatri dan direktur bagian neurologi perilaku di University of Colorado Medical School. Pekerjaan saya melibatkan evaluasi, pengobatan dan penyelidikan orang dewasa yang lebih tua dengan demensia dan orang-orang muda dengan cedera otak traumatis.
Mencari tahu bagaimana gangguan ini mempengaruhi otak telah memotivasi penelitian saya selama bertahun-tahun. Saya percaya bahwa memahami materi putih mungkin merupakan kunci untuk memahami gangguan ini. Namun sejauh ini, para peneliti umumnya tidak memberikan perhatian yang layak pada materi putih.
Sekitar 100 miliar neuron di otak manusia terhubung satu sama lain oleh akson, banyak di antaranya dikelilingi oleh selubung mielin. Akson ini, bersama dengan mielinnya, membentuk materi putih, yang membantu memfasilitasi komunikasi antara neuron di seluruh otak.
Mencari tahu materi putih
Kurangnya pengenalan ini sebagian besar berasal dari kesulitan dalam mempelajari materi putih. Karena terletak di bawah permukaan otak, bahkan pencitraan paling canggih pun tidak dapat dengan mudah menyelesaikan detailnya. Tetapi temuan baru-baru ini, yang dimungkinkan oleh kemajuan dalam pencitraan otak dan pemeriksaan otopsi, mulai menunjukkan kepada para peneliti betapa pentingnya materi putih.
Materi putih terdiri dari banyak miliaran akson, yang seperti kabel panjang yang membawa sinyal listrik. Pikirkan mereka sebagai ekor memanjang yang bertindak sebagai perpanjangan dari neuron. Akson menghubungkan neuron satu sama lain di persimpangan yang disebut sinapsis. Di situlah komunikasi antar neuron terjadi.
Akson berkumpul dalam bundel, atau traktat, yang mengalir ke seluruh otak. Ditempatkan ujung ke ujung, panjang gabungan mereka dalam satu otak manusia adalah sekitar 85,000 mil. Banyak akson adalah diisolasi dengan mielin, lapisan sebagian besar lemak yang mempercepat sinyal listrik, atau komunikasi, antar neuron hingga 100 kali lipat.
Peningkatan kecepatan ini sangat penting untuk semua fungsi otak dan sebagian mengapa Homo sapiens memiliki kapasitas mental yang unik. Meskipun tidak ada keraguan otak besar kita adalah karena penambahan neuron secara evolusi selama ribuan tahun, ada yang lebih besar peningkatan materi putih selama waktu evolusi.
Fakta yang tidak banyak diketahui ini memiliki implikasi yang mendalam. Peningkatan volume materi putih - terutama dari selubung mielin yang mengelilingi akson - meningkatkan efisiensi neuron di materi abu-abu untuk mengoptimalkan fungsi otak.
Bayangkan sebuah negara kota yang semuanya berfungsi secara independen, tetapi tidak terhubung ke kota lain melalui jalan raya, kabel, internet, atau koneksi lainnya. Skenario ini akan dianalogikan dengan otak tanpa materi putih. Fungsi yang lebih tinggi seperti bahasa dan memori diatur ke dalam jaringan di mana wilayah materi abu-abu dihubungkan oleh saluran materi putih. Semakin luas dan efisien koneksi tersebut, semakin baik otak bekerja.
Materi putih dan Alzheimer
Mengingat peran penting dalam hubungan antara sel-sel otak, materi putih yang rusak dapat mengganggu setiap aspek fungsi kognitif atau emosional. Patologi materi putih hadir di banyak gangguan otak dan bisa cukup parah menyebabkan demensia. Kerusakan pada mielin sering terjadi pada gangguan ini, dan ketika penyakit atau cedera lebih parah, akson juga dapat rusak.
Lebih dari 30 tahun yang lalu, rekan-rekan saya dan saya menggambarkan sindrom ini sebagai demensia materi putih. Dalam kondisi ini, materi putih yang disfungsional tidak lagi berfungsi secara memadai sebagai penghubung, yang berarti bahwa materi abu-abu tidak dapat bekerja bersama secara mulus dan sinkron. Otak, pada dasarnya, telah terputus dari dirinya sendiri.
Sama pentingnya adalah kemungkinan bahwa disfungsi materi putih berperan dalam banyak penyakit yang saat ini dianggap berasal dari materi abu-abu. Beberapa penyakit ini keras kepala menentang pemahaman. Misalnya, saya menduga kerusakan materi putih mungkin kritis pada fase awal penyakit Alzheimer dan cedera otak traumatis.
Alzheimer adalah jenis demensia yang paling umum pada individu yang lebih tua. Itu dapat merusak fungsi kognitif dan merampas identitas orang-orang. Tidak ada obat atau pengobatan yang efektif. Semenjak Pengamatan Alois Alzheimer tahun 1907 protein materi abu-abu - disebut amiloid dan tau - ahli saraf percaya penumpukan protein ini adalah masalah utama belakang Alzheimer. Namun banyak obat yang menghilangkan protein ini jangan berhenti penurunan kognitif pasien.
Temuan terbaru semakin menyarankan kerusakan materi putih – sebelum akumulasi protein tersebut – mungkin pelakunya yang sebenarnya. Seiring bertambahnya usia otak, mereka sering mengalami kehilangan aliran darah secara bertahap dari penyempitan pembuluh yang membawa darah dari jantung. Aliran darah yang lebih rendah sangat berdampak pada materi putih.
Hebatnya, bahkan ada bukti bahwa bentuk-bentuk bawaan dari Alzheimer juga menonjol kelainan materi putih awal. Itu berarti terapi yang ditujukan untuk mempertahankan aliran darah ke materi putih mungkin terbukti lebih efektif daripada mencoba mengeluarkan protein. Salah satu perawatan sederhana yang mungkin membantu adalah mengontrol tekanan darah tinggi, karena ini dapat mengurangi keparahan kelainan materi putih.
Dari Kesehatan Universitas Loma Linda: Penemuan baru untuk membantu jutaan orang dengan cedera otak traumatis.
Materi putih dan cedera otak traumatis
Pasien dengan cedera otak traumatis, terutama mereka yang mengalami cedera sedang atau berat, dapat mengalami kecacatan seumur hidup. Salah satu hasil yang paling tidak menyenangkan dari TBI adalah ensefalopati traumatis kronis, penyakit otak yang diyakini menyebabkan demensia progresif dan ireversibel. Pada pasien TBI, akumulasi protein tau dalam materi abu-abu terlihat jelas.
Para peneliti telah lama menyadari bahwa kerusakan materi putih umum terjadi pada orang yang menderita TBI. Pengamatan dari otak dari mereka dengan cedera otak traumatis berulang - pemain sepak bola dan veteran militer telah sering dipelajari - telah menunjukkan bahwa kerusakan materi putih menonjol, dan mungkin mendahului munculnya protein kusut di materi abu-abu.
Di antara para ilmuwan, ada kegembiraan yang berkembang atas minat baru pada materi putih. Para peneliti sekarang mulai mengakui bahwa fokus tradisional pada studi materi abu-abu belum membuahkan hasil yang mereka harapkan. Mempelajari lebih banyak tentang separuh otak yang dikenal sebagai materi putih dapat membantu kita di tahun-tahun mendatang untuk menemukan jawaban yang diperlukan untuk meringankan penderitaan jutaan orang.
Tentang Penulis
Christopher Fley, Profesor Neurologi dan Psikiatri, Kampus Medis Universitas Colorado Anschutz
Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.
Buku terkait:
Tubuh Menjaga Skor: Otak Pikiran dan Tubuh dalam Penyembuhan Trauma
oleh Bessel van der Kolk
Buku ini mengeksplorasi hubungan antara trauma dan kesehatan fisik dan mental, menawarkan wawasan dan strategi untuk penyembuhan dan pemulihan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Napas: Ilmu Baru Seni yang Hilang
oleh James Nestor
Buku ini mengeksplorasi ilmu dan praktik pernapasan, menawarkan wawasan dan teknik untuk meningkatkan kesehatan fisik dan mental.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Paradoks Tumbuhan: Bahaya Tersembunyi dalam Makanan "Sehat" yang Menyebabkan Penyakit dan Kenaikan Berat Badan
oleh Steven R. Gundry
Buku ini mengeksplorasi hubungan antara diet, kesehatan, dan penyakit, menawarkan wawasan dan strategi untuk meningkatkan kesehatan dan kebugaran secara keseluruhan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Kode Imunitas: Paradigma Baru untuk Kesehatan Sejati dan Anti Penuaan Radikal
oleh Joel Greene
Buku ini menawarkan perspektif baru tentang kesehatan dan kekebalan, berdasarkan prinsip-prinsip epigenetik dan menawarkan wawasan dan strategi untuk mengoptimalkan kesehatan dan penuaan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Panduan Puasa Lengkap: Sembuhkan Tubuh Anda Melalui Puasa Intermiten, Hari Alternatif, dan Perpanjangan
oleh Dr. Jason Fung dan Jimmy Moore
Buku ini mengeksplorasi ilmu dan praktik puasa yang menawarkan wawasan dan strategi untuk meningkatkan kesehatan dan kebugaran secara keseluruhan.
