Ilmuwan Ciptakan Protein Pendeteksi Sinyal Otak, Ungkap Komunikasi Tersembunyi Neuron

Sebuah terobosan revolusioner di bidang neurosains memungkinkan ilmuwan untuk mengintip komunikasi tersembunyi di dalam otak. Peneliti dari Allen Institute dan Janelia Research Campus HHMI berhasil menciptakan protein bernama iGluSnFR4 yang mampu mendeteksi sinyal kimia halus yang diterima oleh neuron secara real-time. Penemuan ini membuka jalan untuk memahami lebih dalam mekanisme kerja otak dan potensi pengobatan penyakit saraf.

Membaca Pesan yang Diterima Sel Otak

Selama ini, penelitian neurosains lebih banyak berfokus pada sinyal yang dikirimkan sel otak. iGluSnFR4 bekerja dengan cara yang berbeda, yaitu merekam pesan kimiawi yang diterima sel otak. Glutamat, neurotransmitter vital dalam proses belajar, memori, dan emosi, menjadi fokus utama dalam penelitian ini.

Aktivitas glutamat sebelumnya sangat sulit diukur karena sinyalnya yang lemah dan terjadi sangat cepat. Dengan iGluSnFR4, ilmuwan dapat memantau pergerakan glutamat secara real-time, membuka tabir lapisan komunikasi otak yang selama ini "kasat mata".

Analogi Membaca Buku yang Teracak

Kaspar Podgorski, Ph.D., ilmuwan senior di Allen Institute dan penulis utama studi, mengibaratkan komunikasi saraf selama ini seperti membaca buku dengan kata-kata yang teracak.

"Saya merasa apa yang kami lakukan di sini adalah menambahkan koneksi di antara neuron-neuron tersebut. Dengan begitu, kita sekarang memahami urutan kata-kata di halaman buku dan apa artinya," ujar Podgorski.

Ia menambahkan bahwa neurosains memiliki cara yang baik untuk mengukur struktur koneksi, tetapi gagal menggabungkannya dengan informasi tentang apa yang dikomunikasikan antar-neuron.

"Apa yang kami temukan di sini adalah cara mengukur informasi yang masuk ke neuron dari berbagai sumber, dan itulah bagian kritis yang hilang dari penelitian neurosains," jelasnya.

Memahami Proses Pengambilan Keputusan di Otak

Dengan kemampuan mengamati sinyal yang masuk, ilmuwan dapat mempelajari bagaimana satu sel otak mengolah ribuan masukan sebelum memutuskan untuk mengirimkan sinyal lanjutan. Proses inilah yang menjadi dasar terbentuknya keputusan, pikiran, dan ingatan manusia.

Implikasi pada Riset Penyakit Saraf

Penemuan yang diterbitkan dalam jurnal Nature Methods ini membuka jalan baru bagi riset penyakit saraf. Masalah pada sinyal glutamat telah lama dikaitkan dengan berbagai kondisi seperti Alzheimer, skizofrenia, autisme, hingga epilepsi.

Potensi Identifikasi Akar Biologis Gangguan Saraf

Dengan pengukuran yang lebih presisi, peneliti berharap dapat mengidentifikasi akar biologis dari gangguan-gangguan tersebut.

Dampak pada Dunia Farmasi

Dunia farmasi juga diprediksi akan sangat terbantu dengan penemuan ini. Perusahaan obat dapat menggunakan sensor iGluSnFR4 untuk melihat secara langsung bagaimana pengobatan eksperimental memengaruhi aktivitas sinapsis.

Mempercepat Pencarian Terapi yang Efektif

Hal ini diharapkan dapat mempercepat pencarian terapi yang lebih efektif untuk berbagai penyakit saraf.

Kolaborasi yang Membuahkan Hasil

Keberhasilan iGluSnFR4 merupakan hasil kolaborasi erat antara tim Proyek GENIE di Janelia Research Campus dan kelompok Neural Dynamics di Allen Institute.

Jeremy Hasseman, Ph.D., peneliti dari Janelia, menyebutkan bahwa pencapaian ini adalah contoh hebat bagaimana kerja sama antar-laboratorium dapat memungkinkan penemuan baru yang signifikan.

Teknologi iGluSnFR4 Tersedia untuk Riset Global

Kini, protein sensor iGluSnFR4 telah tersedia bagi para peneliti di seluruh dunia melalui repositori Addgene. Teknologi ini diharapkan menjadi jendela baru untuk memahami fungsi otak manusia secara lebih mendalam dan menjawab pertanyaan-pertanyaan besar dalam ilmu saraf.