Penelitian baru yang dipimpin oleh ahli saraf Virginia Tech di Fralin Biomedical Research Institute VTC menimbulkan pertanyaan tentang pendekatan jangka panjang untuk mempelajari penyakit neurologis kronis seperti distonia, ataksia, dan tremor.
Gangguan ini muncul dari masalah pada otak kecil, yaitu wilayah otak yang terlibat dalam koordinasi gerakan. Ketika otak kecil terganggu, orang mungkin mengalami gejala seperti kontraksi otot yang menyakitkan, postur tubuh yang tidak normal, dan tremor yang tidak terkendali.
Selama bertahun-tahun, para ahli saraf berfokus pada hubungan antara dua jenis sel otak di otak kecil. Satu kelompok, yang dikenal sebagai sel Purkinje, menekan aktivitas kelompok lain yang disebut sel inti serebelar dalam. Karena hubungan ini, para peneliti umumnya berasumsi bahwa mengamati aktivitas sel Purkinje memberikan gambaran yang dapat diandalkan tentang apa yang terjadi di dalam inti sel.
Sebuah studi baru yang dipimpin oleh Meike van der Heijden menunjukkan bahwa hipotesis ini mungkin tidak benar.
Diterbitkan di Jurnal Fisiologipenelitian telah menemukan bahwa aktivitas satu jenis sel tidak dapat memprediksi aktivitas jenis sel lainnya secara andal, meskipun terdapat hubungan anatomi langsung.
“Kami menemukan bahwa tidak ada hubungan linier yang jelas antara aktivitas sel Purkinje dan sel inti dalam. Jadi daya prediksi dalam memantau salah satu sel untuk memahami apa yang terjadi pada sel lainnya sangat terbatas,” kata Van der Heijden, asisten profesor di institut tersebut.
Implikasi pada distonia, ataksia, dan tremor
Temuan ini dapat mempunyai implikasi penting bagi penelitian dan pengobatan gangguan gerakan otak kecil.
“Aktivitas sel Purkinje dan inti dalam otak kecil terganggu dalam kondisi penyakit, dan pemahaman yang lebih baik tentang hubungan antara jenis neuron ini pada akhirnya akan membantu mengoptimalkan pengobatan untuk penyakit seperti distonia, ataksia, dan tremor,” kata Alyssa Lyon, seorang mahasiswa doktoral di program pascasarjana Biologi, Kedokteran, dan Kesehatan Terjemahan Virginia Tech dan penulis pertama makalah ini.
Salah satu alasan sel Purkinje mendapat begitu banyak perhatian adalah karena sel ini lebih mudah dipelajari. Mereka terletak di lapisan luar otak kecil, yang membuatnya lebih mudah diakses oleh para peneliti. Sebaliknya, sel inti dalam terletak jauh di bawah permukaan otak dan lebih sulit diukur secara langsung.
Hasilnya, banyak ilmuwan menganggap aktivitas sel Purkinje sebagai penanda biologis yang berguna untuk mengetahui apa yang terjadi di sel yang lebih dalam.
Hasil rekaman otak kecil yang tidak terduga
Dalam keadaan normal, sel Purkinje menghambat sel inti dalam. Berdasarkan hubungan ini, diharapkan bahwa aktivitas yang lebih besar pada sel Purkinje akan berhubungan dengan aktivitas yang lebih rendah pada sel inti dalam, sedangkan penurunan aktivitas Purkinje akan memiliki efek sebaliknya.
Untuk menguji hipotesis ini, tim peneliti menganalisis database rekaman elektrofisiologi yang dikumpulkan dari model praklinis penyakit otak kecil.
Hasilnya menunjukkan tidak ada korelasi yang signifikan antara aktivitas pada dua populasi sel.
“Kami menyarankan bahwa jika Anda ingin mengetahui bagaimana otak kecil berperilaku dalam keadaan sakit, Anda perlu melihat inti neuron yang dalam, bukan hanya sel Purkinje,” kata Van der Heijden, yang juga memegang posisi di sekolah ilmu saraf Virginia Tech.
Dia menambahkan bahwa para peneliti juga harus berhati-hati mengenai strategi pengobatan yang berfokus pada perubahan aktivitas sel Purkinje, dengan harapan bahwa sel-sel di inti yang dalam akan merespons dengan tepat.
“Ini adalah kisah peringatan untuk memahami aktivitas otak kecil pada penyakit, dan juga untuk mengobati penyakit sulit ini,” kata Van der Heijden. “Kita harus sangat berhati-hati saat membuat asumsi dan melakukan eksperimen untuk menguji hipotesis kita.”
