Otak menangani informasi yang berkembang seiring waktu, dengan neuron-neuron berkomunikasi satu sama lain menggunakan lonjakan listrik singkat yang melewati sinapsis kimia. Sinapsis semacam itu dapat mengubah seberapa kuat mereka mengirimkan sinyal, baik dalam jangka waktu panjang maupun pendek.

Tianjin, China (Xinhua/Indonesia Window) – Tim peneliti dari Universitas Tianjin di China utara, yang bekerja sama dengan sejumlah kolaborator internasional, berhasil mengungkap mekanisme yang membantu menjelaskan bagaimana otak menangani informasi yang berkembang seiring waktu.

Penelitian yang telah diterbitkan pada Sabtu (22/11) di jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences ini menunjukkan bahwa dua bentuk perubahan pada sinapsis, persimpangan kecil tempat neuron-neuron berkomunikasi, bekerja sama untuk memungkinkan otak memperlakukan kejadian-kejadian yang datang secara berurutan seolah-olah diletakkan berdampingan.

Dalam kehidupan sehari-hari, neuron-neuron berkomunikasi satu sama lain menggunakan lonjakan listrik singkat yang melewati sinapsis kimia. Sinapsis semacam itu dapat mengubah seberapa kuat mereka mengirimkan sinyal, baik dalam jangka waktu panjang maupun pendek. Plastisitas jangka panjang menghasilkan penyesuaian yang bertahan lama dan berkaitan dengan pembelajaran dan memori, sementara plastisitas jangka pendek menghasilkan penyesuaian cepat dan sementara berdasarkan aktivitas terbaru.

Tim peneliti tersebut, yang dipimpin oleh Yu Qiang, seorang profesor di Universitas Tianjin, menemukan bahwa perubahan jangka panjang dapat menyetel dinamika jangka pendek, yang memungkinkan neuron membaca serangkaian lonjakan dari waktu ke waktu sebagai pola dalam ruang, hampir sama seperti mengubah melodi menjadi potret.

Transformasi waktu-ke-ruang ini dapat membantu sirkuit saraf menyimpan lebih banyak informasi dan menahan gangguan secara lebih baik tanpa harus membangun jaringan yang lebih besar, meskipun hal itu mungkin mengharuskan sirkuit untuk bekerja lebih banyak saat kapasitas ekstra dibutuhkan, demikian menurut penelitian tersebut.

Temuan ini didasarkan pada model komputasional yang sesuai dengan pengukuran elektrofisiologis terkini dari neokorteks tikus dan manusia, sehingga menambah keyakinan bahwa mekanisme tersebut mencerminkan cara kerja otak sebenarnya.

"Penelitian ini seperti menemukan 'kode kolaborasi' otak untuk pemrosesan informasi," ujar Yu. "Penelitian ini tidak hanya memperjelas logika dasar tentang cara otak memproses informasi, tetapi juga mendukung pengembangan metode kecerdasan buatan (artificial intelligence/AI) generasi mendatang yang dapat diinterpretasikan dan digeneralisasi, sehingga menandai kemajuan lebih lanjut di titik temu antara AI dan kecerdasan yang terinspirasi otak."

Laporan: Redaksi