Populasi sel saraf yang baru ditemukan, yang disebut neuron nNOS tipe I, tampaknya memberikan pengaruh yang kuat dan luas pada aktivitas otak dan aliran darah. Penelitian menunjukkan sel-sel ini sangat penting untuk menjaga kesehatan fungsi otak, dengan implikasi potensial untuk memahami gangguan tidur, penyakit neurodegeneratif, dan efek stres kronis.
Penemuan: Kelompok Kecil dengan Pengaruh Besar
Para peneliti di Pennsylvania State University menemukan bahwa neuron yang tersebar jarang ini, terutama terletak di lapisan kortikal yang dalam, memainkan peran yang mengejutkan dalam mengatur osilasi spontan otak – denyut berirama aliran darah yang mengantarkan oksigen dan membuang limbah. Untuk memahami fungsinya, para ilmuwan secara selektif menghilangkan neuron nNOS tipe-I dari otak tikus dan mengamati efeknya.
Apa Yang Terjadi Jika Sel-Sel Ini Hilang?
Hasilnya sangat mengejutkan. Tanpa neuron ini, tikus menunjukkan penurunan aliran darah secara signifikan, denyut pembuluh darah yang lebih lemah (sebuah proses yang disebut vasomotion), dan penurunan aktivitas otak secara keseluruhan. Gelombang otak lambat yang berhubungan dengan tidur nyenyak (gelombang delta) juga melemah, dan komunikasi antara belahan otak kiri dan kanan menjadi kurang sinkron.
“Di otak Anda, arteri, vena, dan kapiler membantu memindahkan cairan dengan terus melebar dan menyempit setiap beberapa detik, yang kami sebut osilasi spontan,” jelas insinyur biomedis Patrick Drew. “Setelah menargetkan dan menghilangkan sebagian dari neuron ini, kami mengamati penurunan yang signifikan dalam amplitudo osilasi ini.”
Mengapa Ini Penting: Menghubungkan Kesehatan Otak dengan Proses Utama
Studi ini menunjukkan bahwa neuron nNOS tipe-I sangat penting untuk beberapa fungsi dasar otak:
- Tidur: Gelombang Delta, yang melemah ketika neuron-neuron ini dihilangkan, berkaitan erat dengan tidur nyenyak yang memulihkan.
- Pembersihan Limbah: Vasomotion sangat penting untuk membuang sisa metabolisme dari otak. Gangguan vasomotion adalah ciri penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer.
- Sinkronisasi Otak: Komunikasi yang sehat antar belahan otak bergantung pada aktivitas neuron ini.
Para peneliti menyimpulkan bahwa hilangnya neuron ini dapat berkontribusi pada perkembangan gangguan tidur dan kondisi neurodegeneratif.
Hubungan Stres: Potensi Pemicu Lingkungan
Neuron nNOS tipe-I sangat rentan terhadap tekanan mental. Hal ini meningkatkan kemungkinan bahwa stres kronis dapat menyebabkan hilangnya sel-sel ini, sehingga berkontribusi terhadap buruknya kesehatan otak seiring berjalannya waktu.
“Berkurangnya aliran darah adalah salah satu dari banyak faktor yang berkontribusi terhadap penurunan fungsi otak dan penyakit neurodegeneratif,” kata Drew. “Meskipun kita tahu penuaan memainkan peran utama dalam hal ini, kehilangan neuron langka ini karena stres kronis bisa menjadi penyebab buruknya kesehatan otak dari lingkungan yang belum dijelajahi.”
Apa Selanjutnya?
Meskipun temuan ini berasal dari penelitian pada tikus, para peneliti yakin otak manusia dapat bekerja dengan cara yang sama. Penelitian di masa depan diperlukan untuk mengkonfirmasi hubungan ini dan mengeksplorasi apakah gangguan pada fungsi neuron nNOS tipe-I berperan dalam gangguan neurologis.
Penelitian ini menyoroti pentingnya menjaga aliran darah yang sehat dan melindungi sel-sel otak yang kecil namun kuat dari efek merusak dari stres kronis.
