Telset.id – Sebuah temuan baru dari tim peneliti Stanford University mengungkap bahwa otak manusia secara teknis tersusun dari dua organ berbeda yang berevolusi secara independen selama ratusan juta tahun. Temuan ini dipublikasikan dalam jurnal Nature Neuroscience dan berpotensi mengubah pemahaman ilmiah tentang cara organ paling kompleks dalam tubuh manusia ini berkembang.
Penelitian yang dipimpin ilmuwan Stanford University ini menyatakan bahwa bagian depan dan belakang otak berasal dari sel progenitor yang sepenuhnya berbeda. Selama ini, model konvensional memahami otak sebagai satu entitas tunggal yang muncul dari satu jalur evolusi. Temuan terbaru ini menantang asumsi tersebut dan membuka arah baru dalam studi penyakit neurologis.
Otak manusia tersusun dari puluhan miliar neuron yang masing-masing dapat membentuk koneksi dengan neuron di sekitarnya. Organ seberat tiga pon ini menentukan hampir semua fungsi tubuh, mulai dari gerakan, interpretasi sensori, hingga kognisi. Meski telah diteliti selama berabad-abad, struktur dasar otak masih menjadi bahan perdebatan panas di kalangan ilmuwan.
Penulis senior sekaligus associate professor of developmental biology Stanford, Kyle Loh, menyatakan bahwa timnya untuk pertama kali menunjukkan bagian depan otak berasal dari sel progenitor yang benar-benar berbeda dari bagian belakang otak. Menurutnya, temuan ini berarti neuron dari bagian belakang otak atau hindbrain kini dapat ditumbuhkan di cawan petri untuk dipelajari fungsinya.
Model konvensional selama ini menetapkan bahwa wilayah depan otak bertanggung jawab atas pemikiran tingkat tinggi dan kesadaran. Sementara itu, bagian belakang otak atau hindbrain mengendalikan fungsi paling dasar yang membuat manusia tetap hidup dan bernapas. Namun, menumbuhkan sel dari wilayah hindbrain selama ini menjadi tantangan besar yang memperlambat upaya mempelajari berbagai penyakit.
Dengan meneliti tahap paling awal perkembangan embrio pada model tikus, para peneliti menemukan bahwa hindbrain mengikuti jalur perkembangan yang terpisah namun paralel dengan forebrain. Embrio tikus diketahui menghasilkan dua sel progenitor otak yang berbeda, masing-masing bertanggung jawab membentuk forebrain dan midbrain, serta hindbrain. Kedua wilayah tersebut memiliki kromatin yang berbeda, yaitu campuran DNA, RNA, dan protein yang mengemas molekul DNA panjang, sehingga menempatkan keduanya pada jalur perkembangan yang independen.
Penulis pertama sekaligus mahasiswa pascasarjana Stanford, Rayyan Jokhai, menjelaskan bahwa upaya sebelumnya untuk membuat neuron hindbrain kemungkinan mencoba memaksa progenitor forebrain dan midbrain menjadi sel hindbrain. Menurutnya, studi ini menunjukkan hal tersebut tidak mungkin dilakukan. Ia menambahkan bahwa dalam biologi sel punca, orang sering terpaku pada penciptaan tipe sel akhir seperti neuron, padahal penting untuk memulai dari tahap paling awal perkembangan embrio. Perhatian cermat pada titik waktu awal inilah yang memungkinkan tim menemukan perpecahan fundamental dalam perkembangan otak.
Sebagai hasilnya, tim peneliti menjadi yang pertama mengubah sel punca pluripoten menjadi neuron motorik hindbrain di laboratorium. Para peneliti juga mengidentifikasi jalur perkembangan otak yang serupa dan divergen pada spesies lain, mulai dari zebrafish hingga ayam, bahkan acorn worms yang secara evolusi sangat jauh dari manusia.
Meski ubur-ubur, spesies yang bahkan lebih jauh secara evolusi, memiliki dua sistem saraf, temuan ini menunjukkan bahwa kedua organ tersebut mungkin perlahan saling mendekat. Loh menjelaskan bahwa penelitian mereka mengindikasikan evolusi mengambil dua sistem saraf yang sudah ada dan mendorong keduanya secara spasial menjadi satu. Menurutnya, memiliki otak sebagai satu organ mungkin lebih efisien, tetapi manusia mengandalkan cara primordial untuk membentuk otak sebagai dua bagian terpisah.
Jokhai mengaku terkejut dengan temuan tersebut karena kata “otak” menyiratkan organ yang menyatu dan kemungkinan memiliki asal tunggal. Namun, bahkan 500 juta tahun lalu sudah ada sistem saraf terpisah yang kini hampir beroperasi sebagai satu kesatuan. Dua jalur yang tumbuh bersama ini juga mungkin memungkinkan otak manusia menjadi jauh lebih kompleks.
Selagi hindbrain menjaga fungsi dasar tetap berjalan, menurut Loh kepada New Scientist, evolusi dapat bereksperimen dengan forebrain, membuat kesalahan, dan memunculkan hal-hal canggih seperti memori dan kreativitas. Temuan ini juga disebut-sebut menambah kredibilitas teori yang lama diperdebatkan bahwa manusia memiliki otak yang lebih primitif, yang secara sehari-hari dikenal sebagai “lizard brain”. Bagian ini mengurus fungsi inti seperti regulasi detak jantung dan pernapasan, sementara bagian pasangannya yang lebih mumpuni menangani fungsi kompleks seperti ekspresi kreatif, atau depresi dan kecemasan.
Temuan ini berpotensi membuka pintu baru dalam upaya ilmuwan menumbuhkan sel otak manusia di laboratorium. Hal tersebut menjadi bagian kunci untuk mempelajari penyakit neurologis yang memengaruhi batang otak, seperti amyotrophic lateral sclerosis (ALS).
[CONCLUSION]
Dengan terungkapnya bahwa otak manusia tersusun dari dua organ yang berkembang secara terpisah, arah penelitian neurologis ke depan berpeluang bergeser. Kemampuan menumbuhkan neuron hindbrain di laboratorium menjadi pijakan penting untuk memahami penyakit yang memengaruhi batang otak, termasuk ALS.
Komentar
Belum ada komentar.