Seiring bertambahnya usia, kerja memori sering menurun, sehingga lebih sulit untuk melakukan tugas sehari-hari. Salah satu bagian otak terpenting yang terkait dengan jenis memori ini adalah thalamus anterior, yang terutama terlibat dalam memori spasial -- memori lingkungan kita dan cara menavigasinya.
Dalam sebuah penelitian terhadap tikus, peneliti MIT ( Massachusetts Institute of Technology) telah mengidentifikasi sirkuit di thalamus anterior yang diperlukan untuk mengingat cara me nyusuri labirin. Para peneliti juga menemukan bahwa sirkuit ini melemah pada tikus yang lebih tua, tetapi dengan meningkatkan aktivitasnya , mampu meningkatkan kemampuan mereka untuk menyusuri labirin dengan benar.
Wilayah
ini dapat menawarkan target yang menjanjikan untuk perawatan
dalam
membantu membalikkan kehilangan memori pada orang tua, tanpa mempengaruhi bagian lain dari otak, kata para peneliti.
“Dengan memahami bagaimana talamus mengontrol keluaran kortikal, semoga kita dapat menemukan target yang lebih spesifik dan dapat dibius di area ini, daripada secara umum memodulasi korteks prefrontal, yang memiliki banyak fungsi berbeda,” kata Guoping Feng,
dkk.
Profesor Poitras dalam Ilmu Otak dan Kognitif di MIT, anggota Broad Institute of Harvard dan MIT, dan direktur asosiasi McGovern Institute for Brain Research di MIT
M
emori
S
pasial
Talamus merupakan struktur kecil yang terletak di dekat pusat otak, berkontribusi pada memori kerja dan banyak fungsi eksekutif lainnya, seperti perencanaan dan perhatian. Baru-baru ini Laboratorium Feng menyelidiki wilayah talamus yang dikenal sebagai talamus anterior, yang memiliki peran penting dalam memori dan navigasi spasial.
Studi sebelumnya pada tikus menunjukkan bahwa kerusakan pada thalamus anterior menyebabkan gangguan pada memori kerja spasial. Pada manusia, penelitian telah mengungkapkan penurunan terkait usia dalam aktivitas talamus anterior, yang berkorelasi dengan kinerja yang lebih rendah pada tugas memori spasial.
Talamus anterior dibagi menjadi tiga bagian: ventral, dorsal, dan medial. Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan tahun
2021
, Feng, Roy dan Zhang mempelajari peran thalamus anterodorsal (AD) dan thalamus anteroventral (AV) dalam pembentukan memori. Mereka menemukan bahwa talamus AD terlibat dalam pembuatan peta mental ruang fisik, sedangkan talamus AV membantu otak membedakan ingatan
satu
dengan
ingatan lain di ruang serupa
Dalam studi terbarunya , para peneliti ingin melihat lebih dalam pada talamus AV, untuk mengeksplorasi perannya dalam tugas memori kerja spasial. Untuk melakukan nya , mereka melatih tikus untuk menyusuri labirin sederhana berbentuk T. Pada awal setiap percobaan, tikus-tikus itu berlari hingga mencapai T. Satu sisi diblokir dan memaksa mereka untuk berlari ke sisi yang lain. Kemudian, tikus ditempatkan di labirin lagi, dengan kedua sisi terbuka. Tikus diberi hadiah jika mereka memilih sisi yang berlawanan dari percobaan pertama. Ini berarti bahwa untuk membuat keputusan yang benar, mereka harus mengingat jalan mana yang telah mereka lalui pada percobaan sebelumnya.
Saat tikus melakukan tugas tersebut, para peneliti menggunakan optogenetik untuk menghambat aktivitas neuron AV atau AD selama tiga percobaan yang berbeda: fase sampel, yang terjadi selama percobaan pertama; fase penundaan, sementara mereka menunggu putaran kedua dimulai; dan fase pilihan, ketika tikus membuat keputusan ke mana harus berbelok selama putaran kedua.
Para peneliti menemukan bahwa menghambat neuron AV selama fase sampel atau pilihan tidak berpengaruh pada kinerja tikus, tetapi ketika mereka menekan aktivitas AV selama fase penundaan yang berlangsung 10 detik atau lebih, tikus melakukan tugas yang jauh lebih buruk.
Ini menunjukkan bahwa neuron AV sangat penting untuk mengingat informasi saat dibutuhkan untuk melakukan sesuatu . Sebaliknya, menghambat neuron AD mengganggu kinerja selama fase sampel tetapi memiliki sedikit efek selama fase penundaan. Temuan ini konsisten dengan penelitian tim peneliti sebelumnya yang menunjukkan bahwa neuron AD terlibat dalam pembentukan memori ruang fisik.
“The anterior thalamus in general is a spatial learning region, but the ventral neurons seem to be needed in this maintenance period, during this short delay ” _Roy
"Talamus anterior secara umum adalah wilayah pembelajaran spasial, tetapi neuron ventral tampaknya dibutuhkan dalam periode pemeliharaan ini, selama penundaan singkat ini," kata Roy. "Sekarang kami memiliki dua subdivisi dalam thalamus anterior: satu
terlihat
membantu pembelajaran kontekstual dan yang lainnya benar-benar membantu menyimpan informasi ini."
Penurunan terkait usia
Selanjutnya p ara peneliti menguji efek usia di sirkuit ini. Mereka menemukan bahwa tikus yang lebih tua (14 bulan) tampil lebih buruk pada percobaan labirin-T dan neuron AV mereka kurang aktif . Namun, ketika para peneliti secara artifisial merangsang neuron-neuron itu, kinerja tikus pada percobaan itu meningkat secara dramatis.
Cara lain untuk meningkatkan kinerja dalam
percobaan
memori ini adalah dengan merangsang korteks prefrontal, yang juga mengalami penurunan
terkait
usia. Namun, mengaktifkan korteks prefrontal juga meningkatkan ukuran kecemasan pada tikus
.
"Jika kita secara langsung mengaktifkan neuron di korteks prefrontal medial, itu juga akan menimbulkan perilaku yang berhubungan dengan kecemasan, tetapi ini tidak akan terjadi selama aktivasi AV," kata Zhang. "Itu adalah keuntungan mengaktifkan AV dibandingkan dengan korteks prefrontal."
Jika teknologi non-invasif atau invasif minimal dapat digunakan untuk merangsang neuron-neuron di otak manusia, itu bisa menawarkan cara untuk membantu mencegah penurunan memori terkait usia, kata para peneliti. Mereka sekarang berencana untuk melakukan pengurutan RNA sel tunggal pada neuron thalamus anterior untuk menemukan tanda genetik yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi sel yang akan menjadi target terbaik.
· Roy DS., dkk. (2022). “Anterior thalamic circuits crucial for working memory”. Proc Natl Acad Sci U S A . 17;119(20):e2118712119. doi: 10.1073/pnas.2118712119.
0 komentar:
Posting Komentar