Para ilmuwan mengungkapkan hubungan taktil

Sebuah studi baru mengungkapkan bahwa persepsi kita tentang waktu terkait dengan indra peraba, yang didukung oleh fungsi ganda korteks somatosensori. Dengan menggunakan optogenetika, penelitian menunjukkan bahwa neuron di korteks somatosensori berkontribusi terhadap sensasi sentuhan dan persepsi waktu, menunjukkan bahwa persepsi waktu berakar pada jaringan luas wilayah otak. Kredit: SciTechDaily.com

Pengalaman sensorik dan persepsi waktu terhubung secara rumit di korteks somatosensori otak. Di sini, representasi saraf untuk kedua persepsi saling terkait dan “dimultipleks” dalam jaringan saraf bersama.

Waktu dirasakan, dilihat dan didengar, namun tidak ada reseptor sensorik khusus yang didedikasikan untuk persepsi waktu, tidak seperti reseptor sentuhan, penglihatan, pendengaran dan penciuman. Fakta ini telah lama menarik perhatian para ahli saraf dengan kemungkinan bahwa penginderaan waktu mungkin “menempel” pada modalitas sensorik yang sebenarnya. Faktanya, penelitian baru menunjukkan bahwa persepsi waktu yang diwujudkan dalam pengalaman sentuhan berakar pada fungsi ganda korteks somatosensori.

Profesor Mathew Diamond dan tim peneliti SISSA baru-baru ini mempublikasikan temuan mereka di Sifat komunikasimenyoroti interaksi kompleks antara indra peraba dan indra waktu.

Saat kita memproses rangsangan yang diterima melalui kulit, neuron di korteks somatosensori dengan kuat mewakili fitur detail dari rangsangan tersebut, yang berpuncak pada pengalaman subjektif dari sentuhan. Namun, apakah stimulus tersebut bersifat jangka pendek atau berkepanjangan? Bagaimana persepsi waktu yang telah berlalu muncul? Hasil tim peneliti menunjukkan bagaimana korteks somatosensori terlibat dalam persepsi waktu.

Dengan menggunakan optogenetika, sebuah teknik yang memungkinkan modulasi aktivitas saraf melalui penerapan cahaya ke korteks, penelitian ini membuat hubungan antara dua pengalaman yang tampaknya berbeda—”apa” dan “berapa lama” suatu stimulus. Kredit: Mathew Berlian

Dengan menggunakan optogenetika, sebuah teknik yang memungkinkan modulasi aktivitas saraf melalui penerapan cahaya ke korteks, penelitian ini membuat hubungan antara dua pengalaman yang tampaknya berbeda—”apa” dan “berapa lama” suatu stimulus. Pada tikus yang dilatih untuk menilai intensitas getaran berapa pun durasinya, intervensi optogenetik memengaruhi intensitas yang dirasakan.

Sebaliknya, pada hewan yang dilatih untuk menilai durasi getaran tanpa memperhatikan intensitasnya, intervensi optogenetik mempengaruhi durasi yang dirasakan. Temuan ini tidak hanya mengkonfirmasi fungsi yang diharapkan dari korteks somatosensori dalam konstruksi sentuhan, namun juga mendukung gagasan bahwa persepsi waktu berakar pada jaringan besar wilayah otak dengan beragam fungsi, termasuk sentuhan. Penelitian ini meletakkan dasar untuk penelitian masa depan yang menyelidiki hubungan kompleks antara pengalaman sensorik dan persepsi waktu.

Web luas untuk persepsi waktu

“Mekanisme saraf yang mendasari persepsi durasi peristiwa sensorik masih belum sepenuhnya dipahami,” jelas Profesor Mathew Diamond, koordinator penelitian. “Daripada mengandalkan satu pusat otak khusus, persepsi waktu diperkirakan muncul dari jaringan neuron yang tersebar di berbagai wilayah otak. Temuan penelitian menunjukkan bahwa fase pemrosesan sensorik kortikal merupakan salah satu komponen jaringan. Ini berarti bahwa satu populasi neuron kortikal dapat menimbulkan dua pengalaman sensorik yang berbeda, menyoroti sifat persepsi waktu dan sentuhan yang saling berhubungan.

Sebuah studi menggunakan optogenetika

Penelitian sebelumnya oleh kelompok peneliti SISSA telah menyarankan integrasi dan akumulasi impuls dalam jalur pemrosesan sensorik sebagai mekanisme potensial yang mendasari persepsi waktu. Teknik optogenetik, yang memungkinkan manipulasi aktivitas saraf pada lokasi target tertentu, kini telah digunakan untuk menguji hipotesis ini secara langsung. Diamond menjelaskan, “Jika ada efek perilaku dari intervensi optogenetik, satu-satunya penjelasan adalah bahwa neuron target terlibat dalam beberapa cara. Menargetkan kumpulan neuron serupa pada dua kelompok tikus menghasilkan dua hasil berbeda dalam perilaku mereka. Meningkatkan penembakan saraf dengan optogenetika meningkatkan durasi yang dirasakan pada tikus “durasi” dan meningkatkan intensitas yang dirasakan pada tikus “intensitas”. Karena kedua persepsi tersebut melibatkan serangkaian neuron yang tumpang tindih, kami mendeskripsikan kedua sinyal tersebut sebagai “multipleks” di korteks somatosensori. Sebagai langkah terakhir, kami membuat model matematika mulai dari fisiologi neuron kortikal hingga persepsi akhir. Model ini menunjukkan potensi mekanisme seluler untuk menghasilkan sensasi rumit dari penembakan saraf.”

Koreografi dua persepsi

Studi ini menyimpulkan bahwa persepsi waktu terkait erat dengan sentuhan dan muncul dalam representasi sensorik taktil. Wawasan ini membuka pintu untuk mengeksplorasi pengalaman waktu melalui lensa pengkodean sensorik dan menawarkan jalan baru untuk memahami hubungan kompleks antara persepsi dunia luar dan persepsi waktu.

Referensi: “Kontribusi langsung korteks sensorik terhadap penilaian durasi stimulus” oleh Sebastian Reinartz, Arash Fassihi, Maria Ravera, Luciano Paz, Francesca Pulecchi, Marco Gigante, dan Mathew E. Diamond, 24 Feb 2024, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-024-45970-0