Para ilmuwan telah mengidentifikasi sekelompok neuron yang terletak di wilayah kuno otak yang memainkan peran penting dalam membantu hewan berkonsentrasi. Sel-sel ini tampaknya meningkatkan perhatian dengan menyaring gangguan dan mengarahkan otak ke informasi yang paling penting.
Penemuan yang dilakukan pada tikus oleh para peneliti di Universitas Johns Hopkins ini menyoroti sistem otak yang dimiliki semua vertebrata, termasuk manusia. Temuan ini berpotensi membantu para peneliti mengembangkan pengobatan yang lebih tepat untuk gangguan terkait perhatian.
“Salah satu ciri khas ADHD adalah gangguan ringan sekalipun dapat mengalihkan perhatian – dan itulah yang kita lihat ketika neuron-neuron ini dibungkam,” kata penulis utama Shreesh Mysore, seorang ilmuwan saraf yang mempelajari sirkuit saraf yang berkaitan dengan perilaku. “Tetapi keesokan harinya, ketika neuron diaktifkan kembali, hewan yang sama dapat kembali mengabaikan gangguan, bahkan gangguan yang paling kuat sekalipun.”
Studi yang didanai pemerintah federal baru-baru ini diterbitkan di Komunikasi alami dan dipilih sebagai sorotan editorial.
Wilayah otak kuno terkait dengan perhatian
Manusia dan hewan lainnya terus-menerus memilah-milah informasi yang bersaing, berfokus pada hal yang paling penting dan mengabaikan sinyal yang kurang penting. Kemampuan ini, yang dikenal sebagai perhatian spasial selektif, memungkinkan orang mengikuti percakapan di ruangan yang bising atau melihat teman di tempat yang ramai. Kesulitan dalam proses ini berhubungan dengan kondisi seperti autisme dan gangguan pemusatan perhatian/hiperaktivitas (ADHD).
Selama bertahun-tahun, para ilmuwan percaya bahwa perhatian terutama dikendalikan oleh korteks prefrontal, suatu wilayah otak yang secara khusus berkembang pada manusia dan primata lainnya. Namun, penjelasan ini menyisakan pertanyaan penting yang belum terjawab. Banyak hewan juga dapat memusatkan perhatiannya meskipun korteks prefrontalnya tidak berkembang dengan baik.
“Jika kita benar-benar kembali ke masa evolusi, selama ratusan juta tahun, burung memiliki kemampuan ini, ikan juga memiliki kemampuan ini. Dan mereka umumnya tidak memiliki korteks prefrontal yang sangat berkembang, jadi bagaimana otak mengatasi masalah ini?” kata penulis utama Ninad Kothari, seorang peneliti pascadoktoral di Departemen Ilmu Psikologi dan Otak universitas tersebut. “Kami dapat mengidentifikasi wilayah kuno evolusioner di batang otak yang memberikan kemampuan ini.”
Neuron batang otak bertindak sebagai filter konsentrasi
Para peneliti menemukan bahwa perhatian pada tikus juga diatur oleh jaringan neuron penghambat yang terletak di batang otak. Neuron ini terdapat pada semua spesies vertebrata, termasuk burung dan ikan. Keputusan untuk mempelajari sel-sel ini pada tikus muncul dari penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Mysore dan peneliti lain yang mempelajari burung, katak, dan kura-kura.
Untuk menguji peran neuron, tim merancang tugas perhatian serupa dengan yang digunakan dalam penelitian pada manusia. Tikus melihat isyarat visual di layar dan diberi imbalan ketika mereka merespons dengan benar informasi yang ditampilkan langsung di depannya sambil mengabaikan isyarat mengganggu yang muncul di samping.
Tikus berhasil menyelesaikan tugas tersebut hingga para peneliti mematikan neuron batang otak untuk sementara.
“Saat kita menonaktifkan neuron ini, perhatian tikus menjadi sangat terganggu,” kata Kothari.
Gangguan meningkat ketika neuron dinonaktifkan
Para ilmuwan melakukan tes tambahan untuk menentukan apakah tikus tersebut gagal karena masalah penglihatan atau kesulitan bergerak. Kemungkinan-kemungkinan ini telah dikesampingkan.
Sebaliknya, percobaan menunjukkan bahwa hewan secara khusus kehilangan kemampuan untuk mengevaluasi informasi yang bersaing dan fokus pada sinyal yang paling relevan.
“Satu-satunya hal yang terpengaruh adalah kemampuan mereka mengambil informasi yang bersaing, membandingkannya, dan memperhatikan lokasi mana yang memiliki informasi paling penting,” kata Mysore. “Bagian otak ini seperti mesin seleksi perhatian. Ini membantu menjawab pertanyaan: ‘Informasi terpenting apa yang harus saya perhatikan saat ini?'”
Implikasi potensial untuk ADHD dan autisme
Para peneliti sekarang ingin lebih memahami bagaimana neuron ini mempengaruhi perhatian spasial pada spesies vertebrata dan apakah mereka memiliki fungsi serupa pada manusia.
“Semua bukti yang tersedia sejauh ini menunjukkan bahwa neuron ini juga ada pada manusia,” kata Mysore. “Tetapi apakah mereka bertanggung jawab atas perhatian spasial selektif pada manusia? Sebuah hipotesis yang menarik adalah bahwa mereka memainkan peran penting.”
Penelitian di masa depan dapat meneliti aktivitas neuron ini pada penderita ADHD dan autisme. Jika para peneliti menemukan bahwa sel-sel berfungsi secara berbeda dalam kondisi ini, temuan ini dapat membantu memandu pengembangan obat dan terapi yang lebih tepat sasaran.
Penulis penelitian ini juga termasuk Arunima Banerjee, Qingcheng (Jessica) Zhang dan Wen-Kai You dari Universitas Johns Hopkins.
