Gen memengaruhi pembentukan jaringan saraf yang kompleks melalui aturan-aturan yang disederhanakan, yang mengindikasikan bahwa pengorganisasian otak mengikuti aturan tak kasatmata yang dibentuk oleh faktor-faktor genetik.

Beijing, China (Xinhua/Indonesia Window) – Para peneliti dari Institut Automasi (Institute of Automation) di bawah naungan Akademi Ilmu Pengetahuan China (Chinese Academy of Sciences/CAS) berhasil mengungkap hubungan intrinsik antara struktur topologi dari koneksi korteks otak manusia dan karakteristik genetik, menurut sebuah studi yang dipublikasikan di Journal of Neuroscience.

Fan Lingzhong, seorang peneliti di institut tersebut, menjelaskan bahwa jaringan saraf beroperasi saat manusia berpikir, belajar, atau memahami dunia, dengan triliunan koneksi yang memungkinkan transfer informasi secara cepat.

Penelitian ini membahas pertanyaan mendasar mengenai bagaimana koneksi yang rumit ini terbentuk, dan mengapa bagian-bagian otak yang berbeda menunjukkan distribusi yang teratur di seluruh korteks.

"Otak mulai mengikuti 'cetak biru' genetik selama perkembangan embrio," kata Fan.

Para peneliti mengajukan sebuah hipotesis, yaitu bahwa pengodean (encoding) genetik dan konektivitas kortikal tidak berhubungan secara langsung karena perbedaan numerik yang sangat besar antara gen dan koneksi saraf. Alih-alih demikian, gen kemungkinan memandu pengorganisasian spasial dari jalur serat materi putih melalui prinsip pengorganisasian yang efisien, membentuk pola-pola spesifik yang tertanam di korteks, kata Li Deying, penulis utama makalah sekaligus mahasiswa doktoral di institut tersebut.

Dengan menganalisis kumpulan data yang komprehensif, tim tersebut mengidentifikasi tiga sumbu topologi dominan yang mengatur konektivitas otak, yakni dorsal-ventral, anterior-posterior, dan medial-lateral.

Sumbu-sumbu ini tidak hanya mencerminkan pola-pola koneksi kortikal, tetapi juga sangat selaras dengan gradien morfogenetik embrionik dan gradien genetik selama proses perkembangan, kata Li.

Fan menekankan bahwa temuan utama studi ini adalah definisi dari "topologi konektivitas global" di seluruh otak, yang menunjukkan kesesuaian signifikan dengan ekspresi gen.

Temuan ini menunjukkan bahwa gen memengaruhi pembentukan jaringan saraf yang kompleks melalui aturan-aturan yang disederhanakan, yang mengindikasikan bahwa pengorganisasian otak mengikuti aturan tak kasatmata yang dibentuk oleh faktor-faktor genetik.

Laporan: Redaksi