Henry Molaison, epilepsi sensorik otak

Pasien terkenal Henry Molaison (lama dikenal sebagai H.M.) menderita kerusakan pada hipokampusnya setelah upaya pembedahan untuk menyembuhkan epilepsi. Akibatnya, dia menderita amnesia anterograde, yang berarti bahwa hal-hal yang dia pelajari tidak pernah berhasil melewati ingatan jangka pendeknya. Meski kenangan masa kecilnya tetap utuh, H.M. mungkin bertemu dengan dokternya dan lima menit kemudian berkata, 'Oh, kurasa aku belum pernah bertemu denganmu. Siapa namamu?'

H.M. membantu para ilmuwan memahami peran hipokampus dalam pembelajaran, tetapi masih ada misteri seputar bagaimana sinyal darinya entah bagaimana dapat dibagikan dengan miliaran neuron di seluruh korteks yang berubah secara terkoordinasi saat kita belajar. Dalam sebuah makalah yang diterbitkan hari ini di jurnal Science, kolaborasi antara Universitas Ottawa dan Universitas Humbolt Berlin mengungkapkan peran penting untuk area otak yang disebut korteks perirhinal dalam mengelola proses pembelajaran ini.

Studi ini melibatkan tikus dan tikus yang mempelajari keterampilan berbasis otak yang agak aneh. Sebuah neuron tunggal di korteks sensorik dirangsang, dan hewan pengerat tersebut harus menunjukkan bahwa ia telah merasakan dengungan dengan menjilati dispenser untuk menerima air manis. Tidak ada yang bisa mengatakan dengan pasti seperti apa rangsangan otak itu bagi hewan itu, tetapi tebakan terbaik tim adalah ia meniru perasaan sesuatu yang menyentuh kumisnya.

Saat mereka mengamati otak merespons pengalaman belajar ini, tim mengamati bahwa korteks perirhinal berfungsi sebagai stasiun jalan antara hipokampus di dekatnya, yang memproses tempat dan konteks, dan lapisan luar korteks.

"Korteks perirhinal kebetulan berada di puncak hierarki pemrosesan informasi di korteks. Ia mengumpulkan informasi dari berbagai indera dan kemudian mengirimkannya kembali ke seluruh korteks," kata Dr. Richard Naud, asisten profesor. di Departemen Kedokteran Seluler dan Molekuler Fakultas Kedokteran, dan di Institut Penelitian Otak dan Pikiran. "Apa yang kami tunjukkan adalah bahwa ia memiliki peran yang sangat penting dalam mengoordinasikan pembelajaran. Tanpa proyeksi ini kembali dari area konseptual, hewan tidak dapat belajar lagi."

Penelitian sebelumnya telah berfokus pada komunikasi dari hipokampus ke atas ke daerah pengambilan keputusan di otak seperti korteks perirhinal, tetapi belum banyak perhatian yang diberikan pada apa yang dilakukan korteks perirhinal dengan informasi itu, dan apa yang dikirimnya kembali ke Lapisan 1 dari korteks. Ternyata langkah ini adalah bagian penting dari proses tersebut, yang tanpanya pembelajaran tidak mungkin dilakukan.

"Ketika koneksi dari korteks perirhinal kembali ke neuron lapisan 1 terputus, hewan-hewan tersebut bertindak seperti HM. Mereka meningkat sedikit, tetapi tidak akan melekat. Mereka hanya akan belajar dan melupakan, belajar dan melupakan, belajar dan lupakan, "kata Dr. Naud.

Seorang ahli saraf komputasi dengan latar belakang fisika, Dr. Naud bertanggung jawab atas analisis statistik, serta pembuatan model komputasi yang memetakan pemrosesan informasi otak. Yang menarik baginya adalah konfirmasi dari apa yang telah lama ia duga: bahwa ledakan cepat dari sebuah neuron memiliki arti yang berbeda, terlepas dari apa yang dimaksud dengan kecepatan aktivitas listrik yang lebih lambat. Ketika hewan sedang belajar, potensi aksi tembakan cepat ini menerangi sel yang dipantau.

Tim tersebut juga dapat menciptakan efek ledakan secara artifisial.

"Jika Anda memaksakan jumlah potensial aksi yang sama tetapi pada frekuensi tinggi, maka hewan lebih baik dalam mendeteksinya," kata Dr. Naud. "Ini akan menyiratkan bahwa semburan berkorelasi dengan pembelajaran dan secara kausal terkait dengan persepsi. Artinya bahwa Anda lebih mungkin untuk melihat sesuatu jika itu menciptakan ledakan di neuron Anda."

Tantangan berikutnya adalah untuk mencari tahu seperti apa sinyal pembelajaran dari korteks perirhinal ke area otak tingkat bawah itu. Dr. Naud sedang sibuk mengerjakan model komputasi yang menghubungkan pengetahuan fisiologi kita yang ada dengan apa yang dilihat oleh eksperimen ini.

source : sciencedaily.com