Artikel ini telah ditinjau sesuai dengan proses dan kebijakan editorial Science X. Para editor telah menekankan atribut berikut sambil memastikan kredibilitas konten:
fakta diverifikasi
publikasi yang ditinjau oleh rekan sejawat
membenarkan
OKE!
oleh Pusat Champalimaud untuk Yang Tidak Diketahui
Kredit: Domain Publik Pixabay/CC0
× tutup
Kredit: Domain Publik Pixabay/CC0
Dopamin, pembawa pesan kimiawi di otak, sebagian besar dikenal karena perannya dalam cara kita merasakan kesenangan dan penghargaan. Namun, penelitian baru dari Champalimaud Foundation (CF) mengalihkan perhatian terhadap keterlibatan penting dopamin dalam gerakan, yang berdampak pada pemahaman dan pengobatan gejala penyakit Parkinson (PD).
Bayangkan tindakan berjalan. Ini adalah sesuatu yang dilakukan oleh sebagian besar orang yang berkemampuan tanpa berpikir. Namun, sebenarnya ini adalah proses kompleks yang melibatkan berbagai sistem neurologis dan fisiologis. PD adalah suatu kondisi di mana otak secara perlahan kehilangan sel-sel tertentu, yang disebut neuron dopamin, sehingga menyebabkan penurunan kekuatan dan kecepatan gerakan.
Namun, ada aspek penting lain yang terpengaruh: durasi kejadian. Seseorang dengan PD mungkin tidak hanya bergerak lebih lambat, namun mungkin juga mengambil langkah lebih sedikit dalam urutan berjalan atau berjuang sebelum berhenti. Studi ini menunjukkan bahwa sinyal dopamin secara langsung mempengaruhi panjang rangkaian gerakan, membawa kita selangkah lebih dekat untuk membuka target terapi baru untuk meningkatkan fungsi motorik pada PD.
“Dopamin paling erat kaitannya dengan penghargaan dan kesenangan dan sering disebut sebagai neurotransmitter ‘perasaan baik’,” kata Marcelo Mendonça, penulis pertama studi yang diterbitkan di Current Biology. “Tetapi pada individu dengan PD yang kekurangan dopamin, biasanya gangguan pergerakanlah yang paling mempengaruhi kualitas hidup mereka.
“Salah satu aspek yang selalu menarik perhatian kami adalah konsep lateralisasi. Pada PD, gejala muncul secara asimetris, seringkali dimulai pada satu sisi tubuh sebelum sisi lainnya. Dengan penelitian ini, kami ingin mengeksplorasi teori bahwa sel dopamin melakukan lebih dari sekedar memotivasi kita untuk bergerak, khususnya meningkatkan gerakan pada sisi tubuh kita yang berlawanan.”
Untuk mencapai tujuan ini, para peneliti mengembangkan tugas perilaku baru yang mengharuskan tikus yang bergerak bebas menggunakan satu kaki pada satu waktu untuk menekan tuas guna mendapatkan hadiah (setetes air gula). Untuk memahami apa yang terjadi di otak selama tugas ini, para peneliti menggunakan pencitraan foton tunggal, mirip dengan memberikan mikroskop kecil yang dapat dipakai pada tikus. Mikroskop ini difokuskan pada Substantia nigra pars compacta (SNc), wilayah kaya dopamin jauh di dalam otak yang secara signifikan dipengaruhi oleh PD, memungkinkan peneliti melihat aktivitas sel otak secara real time.
Mereka merekayasa genetika pada tikus-tikus ini sehingga neuron dopamin mereka menyala ketika mereka aktif, menggunakan protein khusus yang bersinar di bawah mikroskop. Artinya, setiap kali tikus hendak menggerakkan kakinya atau berhasil mendapatkan hadiah, para peneliti dapat melihat neuron mana yang menyala dan bersemangat dengan tindakan atau hadiah tersebut.
Mengamati neuron-neuron yang bersinar ini, penemuan-penemuan ini benar-benar memberikan pencerahan. “Dua jenis neuron dopamin bercampur di area otak yang sama,” catat Mendonça. “Beberapa neuron menjadi aktif ketika tikus hendak bergerak, sementara yang lain menyala ketika tikus menerima hadiah. Namun yang benar-benar menarik perhatian kami adalah bagaimana neuron-neuron ini merespons tergantung pada kaki mana yang digunakan tikus.”
Bagaimana dopamin memilih sisi
Tim memperhatikan bahwa neuron yang bersemangat terhadap gerakan menjadi lebih terang ketika tikus menggunakan kakinya di sisi otak yang berlawanan. Misalnya, jika mereka melihat otak bagian kanan, neuron akan lebih aktif saat tikus menggunakan kaki kiri, dan sebaliknya. Setelah diperiksa lebih dekat, para peneliti menemukan bahwa aktivitas neuron yang berhubungan dengan gerakan ini tidak hanya menandakan permulaan gerakan, tetapi juga tampaknya menyandikan atau mewakili panjang rangkaian gerakan (jumlah tuas yang ditekan).
Mendonça menjelaskan: “Semakin sering tikus menekan tuas dengan kakinya di sisi berlawanan dari otak yang kami amati, semakin aktif neuronnya. Misalnya, neuron di otak bagian kanan menjadi lebih bersemangat ketika tikus lebih sering menggunakan kaki kirinya untuk menekan tuas. Namun ketika tikus lebih banyak menekan tuas dengan kaki kanannya, neuron tersebut tidak menunjukkan peningkatan gairah yang sama. Dengan kata lain, neuron-neuron ini tidak hanya peduli apakah tikus itu bergerak, tapi juga seberapa banyak mereka bergerak dan di sisi tubuh mana.”
Untuk menyelidiki bagaimana hilangnya dopamin mempengaruhi pergerakan, para peneliti menggunakan racun saraf untuk secara selektif mengurangi sel-sel penghasil dopamin di satu sisi otak tikus. Metode ini meniru kondisi seperti PD di mana tingkat dopamin turun dan pergerakan menjadi sulit.
Dengan begitu, mereka dapat melihat betapa berkurangnya dopamin mengubah cara tikus menekan tuas dengan kedua kakinya. Mereka menemukan bahwa penurunan dopamin di satu sisi mengakibatkan berkurangnya tekanan tuas dengan kaki di sisi yang berlawanan, sementara kaki di sisi yang sama tetap utuh. Hal ini memberikan bukti lebih lanjut untuk pengaruh sampingan dopamin pada penggerak.
Informasi lebih lanjut:
Aktivitas neuron dopamin mengkodekan panjang rangkaian gerakan kontralateral yang akan datang, Current Biology (2024). DOI: 10.1016/j.cub.2024.01.067. www.cell.com/current-biology/f … 0960-9822(24)00104-0
Informasi dari buku harian:
Biologi Kontemporer
Disediakan oleh Pusat Yang Tidak Diketahui Champalimaud
+ There are no comments
Add yours