Sebuah tim peneliti telah menemukan "mesin kesadaran" di otak - wilayah di mana, setidaknya pada monyet, bahkan sedikit lompatan awal akan membuat mereka bangun dari anestesi.
Kesadaran adalah sebuah misteri. Kita tidak tahu pasti mengapa makhluk kadang-kadang terjaga dan kadang tertidur, atau mekanisme di otak mana yang paling penting untuk keadaan sadar. Namun, dalam makalah baru ini, para peneliti menemukan beberapa petunjuk penting. Menggunakan elektroda melintasi otak kera yang terjaga dan tidur, serta kera di bawah berbagai bentuk anestesi, tim menemukan dua jalur utama dalam otak monyet untuk kesadaran. Para peneliti juga menemukan wilayah otak tertentu yang tampaknya membuat jalur itu berjalan, seperti mesin yang bisa mereka mulai gunakan beberapa kabel jumper yang sangat khusus. Wilayah itu dikenal sebagai thalamus lateral tengah.
Tetapi itu tidak berarti mereka telah menemukan pusat kesadaran di otak.
"Tidak mungkin kesadaran itu spesifik untuk satu lokasi di otak," kata Michelle Redinbaugh, seorang mahasiswa pascasarjana bidang psikologi di University of Wisconsin-Madison dan penulis utama makalah itu, yang diterbitkan 12 Februari dalam jurnal Neuron.
Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa tetap sadar melibatkan aktivitas yang tersebar di seluruh otak, tetapi pekerjaan timnya menunjukkan bahwa thalamus lateral tengah kemungkinan memainkan peran kunci, katanya.
Apa artinya "kesadaran"
Penting untuk dipahami bahwa, dalam konteks penelitian ini, "kesadaran" mengacu pada kurang lebih untuk terjaga.
"Kata 'kesadaran' memiliki banyak definisi," kata Michael Graziano, seorang ilmuwan saraf di Universitas Princeton yang tidak terlibat dalam penelitian ini. "Salah satu cara untuk berpikir tentang kesadaran adalah dari sudut pandang klinis tentang terjaga, gairah dan responsif terhadap rangsangan. Dalam hal itu, orang yang tidur tidak sadar, dan orang yang koma juga tidak."
Dan tidak sepenuhnya jelas mengapa atau bagaimana orang beralih bolak-balik antara negara-negara tersebut. Studi ini merupakan "karya elegan" pada topik yang sulit itu, menurut ahli ilmu saraf University of Minnesota Sarah Heilbronner, yang juga tidak terlibat dalam penelitian.
Pekerjaan itu difokuskan pada pertanyaan sempit: Apa yang membuat orang menjadi sadar?
"Namun, ada konsepsi kesadaran yang berbeda yang jauh lebih sulit untuk dipelajari: pengalaman subyektif yang datang dengan beberapa contoh pemrosesan informasi di otak, komponen 'apa rasanya' dari kehidupan batin kita," kata Graziano kepada Live Science. . "Studi-studi seperti yang sekarang tidak membahas jenis kesadaran ini."
Pemicu di otak
Heilbronner mengatakan studi monyet menindaklanjuti studi sebelumnya yang menarik yang melibatkan manusia.
Pada Agustus 2007, para peneliti dari Weill Cornell Medical College di New York City menerbitkan sebuah studi inovatif di jurnal Nature. Salah satu pasien mereka telah menghabiskan berbulan-bulan di rumah sakit dalam "keadaan sadar minimal" setelah cedera otak traumatis. Pria itu sebagian besar tidak menyadari lingkungannya tetapi kadang-kadang menjadi lebih sadar dan aktif. Berspekulasi bahwa kondisinya mungkin melibatkan beberapa "kurang aktif" dari jaringan-jaringan penting di otaknya, mereka menanamkan elektroda yang menstimulasi thalamus pusatnya - dan melaporkan peningkatan signifikan pada tingkat kesadarannya.
Dalam studi monyet baru, Redinbaugh dan timnya mengambil banyak hal lebih jauh.
Menggunakan elektroda, para peneliti mengirim impuls listrik kecil ke berbagai area otak monyet ketika mereka tertidur atau dibius menggunakan beberapa jenis anestesi. Sebagian besar, monyet tetap tertidur. Tetapi mengirimkan dorongan pada frekuensi tertentu ke lateral thalamus tengah membangunkan monyet - bahkan dari anestesi dalam - dan memungkinkan mereka untuk mengalami dunia.
"Bukti konvergen dari tidur dan berbagai bentuk anestesi sangat mengesankan, karena kita tahu ini memiliki mekanisme aksi yang berbeda," kata Heilbronner.
Dengan kata lain, Anda tidak tertidur karena alasan yang sama ketika Anda kehilangan kesadaran dengan anestesi, dan berbagai bentuk anestesi bekerja dengan cara yang berbeda.
Tetapi berbagai bentuk anestesi dan tidur "tampaknya menyatu pada sirkuit ini dalam efeknya pada kesadaran," kata Heilbronner.
Merekam dari otak monyet ketika mereka bolak-balik antara keadaan sadar dan tidak sadar, para peneliti mempersempit kesadaran menjadi dua bahan utama.
"Kesadaran selalu bertepatan dengan dua jalur yang diaktifkan," kata Redinbaugh kepada Live Science.
Salah satu sirkuit kritis ini membawa informasi sensorik dari thalamus ke korteks serebral, wilayah otak yang melakukan banyak bentuk pemikiran kompleks. Baik sirkuit itu dan jalur lain - jalur yang "membawa umpan balik tentang prediksi, prioritas perhatian, dan tujuan dalam arah sebaliknya" - perlu aktif agar kesadaran berfungsi, kata Redinbaugh.
Thalamus lateral tengah, para peneliti menyimpulkan, kemungkinan memainkan peran kunci dalam mengaktifkan dan mempertahankan kedua jalur tersebut. Tampaknya bertindak sebagai pemicu.
Penelitian ini tidak hanya berguna dari sudut pandang ilmiah murni, kata Redinbaugh. Mencari tahu persis bagaimana kesadaran bekerja dapat membantu meningkatkan anestesi dan mengarah pada perawatan baru untuk orang-orang dengan gangguan kesadaran, seperti pria dalam studi Weill Cornell Medical College.
Hubungan antara aktivitas di thalamus dan korteks sangat menarik untuk perawatan medis, kata Heilbronner.
Dibandingkan dengan thalamus, "korteks serebral juga merupakan target yang lebih menarik," katanya. Itu karena perawatan non-invasif, seperti stimulasi magnetik transkranial, dapat mencapai permukaan korteks, tetapi mereka tidak dapat mencapai thalamus, yang terkubur jauh di dalam otak, tepat di atas batang otak. "Mungkin dengan membangun model rangkaian seperti ini, kita dapat berdampak non-invasif kepada mereka berdua," kata Heilbronner.
Terlepas dari kemungkinan, ada alasan untuk memeriksa kembali temuan, kata Laura Fernandez, seorang ilmuwan saraf di Université de Lausanne di Swiss.
"Ini dilakukan pada dua monyet. Sampel sangat sedikit," kata Fernandez kepada Live Science. "Akan menyenangkan untuk mencoba tikus dengan sampel jumlah yang lebih tinggi." Para peneliti juga harus memeriksa lokasi elektroda yang ditempatkan di otak, untuk memastikan mereka benar-benar mengaktifkan talamus lateral tengah dan bukan daerah otak terdekat lainnya, Fernandez menambahkan.
Meski begitu, dia menunjukkan, hasilnya cocok dengan penelitian terbaru pada tikus; makalah itu, yang diterbitkan pada Juni 2018 dalam jurnal //vanilla.tools/livescience/articles/YGExvsCXa4AWnp5ubygZY9Nature Neuroscience, menyarankan ada "saklar" kesadaran di suatu tempat di thalamus.
