Rasa madeleine membuat penulis Prancis Marcel Proust kembali ke kenangan indah masa kecilnya. Penelitian baru menunjukkan bahwa jenis memori ini mungkin melibatkan lebih dari sekedar otak. Sinyal dari sistem pencernaan juga dapat membantu menentukan pengalaman terkait makanan mana yang menjadi kenangan.
Penelitian yang dipimpin oleh Scott Kanoski, profesor ilmu biologi di USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences, menunjukkan bahwa usus dapat berkontribusi pada pembentukan memori, terutama ketika sebuah pengalaman melibatkan pencarian dan makan makanan.
Diterbitkan di Komunikasi alamiPenelitian tersebut meneliti saraf vagus, salah satu jalur komunikasi utama tubuh antara sistem pencernaan dan otak. Kita sudah tahu kalau saraf ini mempengaruhi pencernaan, nafsu makan dan rasa kenyang. Temuan baru menunjukkan bahwa itu mungkin juga berisi informasi yang membantu otak menyimpan ingatan.
Bagaimana sinyal usus mencapai pusat memori
Dalam percobaan pada tikus, peneliti menemukan bahwa mengonsumsi makanan kaya nutrisi meningkatkan pelepasan asetilkolin di neuron yang terhubung ke hipokampus. Hipokampus adalah wilayah otak yang memainkan peran sentral dalam pembelajaran dan memori.
Asetilkolin adalah neurotransmitter yang membantu otak mencatat informasi baru dan membentuk ingatan. Peningkatan ini bergantung pada pesan yang datang dari usus melalui saraf vagus.
Ketika para peneliti mengganggu komunikasi di sepanjang saraf vagus, kadar asetilkolin tidak lagi meningkat setelah hewan tersebut makan. Tikus juga mengalami kesulitan lebih besar dalam tes yang meminta mereka mengingat di mana mereka baru saja menemukan makanan.
Nutrisi lebih penting daripada rasa manis
Eksperimen tersebut juga menunjukkan bahwa sistem memori otak merespons kandungan nutrisi makanan, bukan hanya rasa enak atau manisnya.
Tikus yang mengonsumsi gula atau lemak menunjukkan aktivitas tinggi pada jalur otak yang terlibat dalam memori. Sebaliknya, hewan yang diberi cairan dengan rasa manis rendah kalori atau nonkalori tidak menghasilkan respons yang sama.
Hasilnya menunjukkan bahwa otak membedakan antara rasa dan nilai gizi sebenarnya. Rasa manis saja tidak cukup untuk mengaktifkan jalur memori.
“Kami pikir mekanisme ini mungkin berevolusi untuk membantu hewan mengingat informasi penting tentang sumber makanan,” kata Logan Lauer, penulis pertama studi tersebut dan seorang mahasiswa doktoral di laboratorium Kanoski. Mengingat di mana tanaman tertentu tumbuh pertama kali di musim semi dapat membantu hewan yang lapar menemukan nutrisi penting. Sinyal dari usus memberi tahu otak: “Makanan ini memberikan nutrisi yang berharga, jadi ingatlah di mana dan bagaimana Anda mendapatkannya.” »
Mengapa Kenangan Tempat Makan Itu Penting
Bagi hewan liar, mengingat lokasi sumber makanan yang dapat diandalkan merupakan hal yang penting untuk kelangsungan hidup. Makanan yang memberikan nutrisi bermanfaat dapat mendorong usus mengirimkan pesan yang mendorong otak untuk menyimpan rincian tentang di mana makanan itu ditemukan dan bagaimana makanan itu diperoleh.
Proses ini dapat membantu menjelaskan mengapa pengalaman bersantap tertentu menjadi sangat berkesan. Tubuh mungkin dirancang untuk lebih mementingkan makanan yang menyediakan energi atau nutrisi yang berharga.
Pola makan yang tidak sehat dapat melemahkan jalur tersebut
Meskipun makanan tinggi gula dan lemak menghasilkan respons memori jangka pendek yang kuat, seringnya paparan makanan ini memiliki efek sebaliknya seiring berjalannya waktu.
Tikus yang mengonsumsi makanan tinggi lemak dan tinggi gula di awal kehidupannya kemudian menunjukkan komunikasi yang lebih lemah antara usus dan hipokampus. Respons otak terkait memori tetap berkurang bahkan setelah mereka kembali menjalani pola makan yang lebih sehat.
Hewan-hewan ini juga memiliki kinerja yang lebih buruk dalam tugas-tugas yang menguji kemampuan mereka untuk mengingat di mana makanan itu berada. Temuan ini menunjukkan bahwa konsumsi makanan tidak sehat dalam waktu lama dapat mengganggu sistem usus-otak yang awalnya membantu menyimpan ingatan terkait makanan.
Kemungkinan kaitannya dengan penurunan kognitif
Temuan ini bisa mempunyai implikasi yang lebih luas terhadap kesehatan manusia. Obesitas, pola makan yang buruk, dan gangguan metabolisme seperti diabetes sebelumnya telah dikaitkan dengan risiko penurunan kognitif yang lebih tinggi.
Penelitian ini menunjukkan kemungkinan penjelasan biologis. Paparan makanan tidak sehat secara berulang-ulang secara bertahap dapat merusak atau mengganggu komunikasi antara usus dan otak, sehingga menyulitkan sistem memori untuk berfungsi secara normal.
Temuan ini juga bisa memberikan petunjuk mengenai penyakit neurodegeneratif.
“Gangguan sinyal asetilkolin di hipokampus adalah salah satu perubahan neurokimia paling awal pada penyakit Alzheimer,” kata Kanoski. “Dengan mengungkapkan bahwa sistem ini distimulasi oleh sinyal saraf vagus usus, target terapi baru dapat memanfaatkan informasi ini untuk mengeksplorasi pendekatan berbasis saraf vagus, seperti stimulasi saraf vagus.”
Kemungkinan baru untuk perawatan memori
Penemuan ini meningkatkan kemungkinan bahwa pengobatan di masa depan dapat berfokus pada penguatan komunikasi antara sistem pencernaan dan otak.
Pendekatan yang merangsang saraf vagus atau meningkatkan kesehatan usus berpotensi dipelajari sebagai cara untuk mendukung memori dan menjaga fungsi kognitif. Stimulasi saraf vagus telah dipelajari untuk beberapa kondisi neurologis dan kejiwaan, dan temuan baru menunjukkan bahwa memori mungkin menjadi bidang minat lainnya.
Para peneliti mengingatkan bahwa diperlukan lebih banyak penelitian untuk menentukan apakah proses yang sama terjadi pada manusia. Untuk saat ini, percobaan memberikan bukti lebih lanjut bahwa usus dan otak bekerja sama lebih erat dari yang diperkirakan sebelumnya.
Tentang penelitian
Selain Kanoski dan Lauer, penulis studi termasuk Anna Hayes, Andrea Suarez, Alexander Bashaw, Molly Klug, Alicia Kao, Robert Cheng, Jessica Rea, Keshav Subramanian, Anna Nourbash, Kristen Donohue dan Lindsey Schier dari USC Dornsife; Kevin Myers dari Universitas Bucknell; dan Léa Décarie-Spanyol dari Universitas Montreal.
Pekerjaan ini didukung oleh Hibah Institut Nasional Diabetes dan Penyakit Pencernaan dan Ginjal DK104897, DK123423, F31AG092136; Beasiswa Postdoctoral Layanan Penelitian Nasional Ruth L. Kirschstein di bawah hibah Institut Nasional Penuaan F32AG077932; Beasiswa pascadoktoral dari Quebec Research Fund 315201; dan Beasiswa Asosiasi Alzheimer untuk Mempromosikan Keberagaman.
