Para peneliti telah menemukan pada gadis itu sebuah anomali yang luar biasa - tidak adanya umbi penciuman dengan indra penciuman yang terjaga. Mari kita coba mencari tahu mengapa ini mungkin dan bagaimana otak mengatasi kebutuhan untuk "mengganti" area masalah.
Kami dulu berpikir bahwa "sel saraf tidak beregenerasi." Tentu saja, banyak yang telah mendengar tentang kemampuan kompensasi otak, rehabilitasi pasca stroke, dan bahkan mungkin neuron baru muncul sepanjang hidup kita. Tetapi otak manusia adalah sebuah kotak dengan kejutan-kejutan yang terkadang tidak mungkin untuk dibayangkan, tetapi Anda hanya dapat melihat dan mencari penjelasannya.
Seorang pasien dengan twist - atau lebih tepatnya, tanpa
Sebuah artikel oleh para ilmuwan Israel dari Weizmann Institute baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Neuron mengeksplorasi semacam misteri ilmiah.
Para penulis karya tersebut awalnya mempelajari bidang yang sama sekali berbeda: mereka ingin tahu bagaimana indra penciuman terlibat dalam hubungan antargender dan apa perannya dalam menemukan pasangan. Otak masing-masing peserta dalam percobaan dipindai menggunakan MRI.
Tiba-tiba, di salah satu gambar, para peneliti tidak menemukan bola penciuman. Tapi ini tidak mengejutkan: di dunia, setiap sepuluh ribu orang menderita anosmia. Namun, penderita anosmia tidak memiliki indra penciuman sama sekali atau hampir sepenuhnya. Tetapi peserta berusia 29 tahun dalam percobaan itu, yang datanya membingungkan para ilmuwan, ternyata adalah "pencium" yang sangat baik. Dia lulus semua tes, menunjukkan gambaran biasa tentang aktivitas bagian-bagian penting dari korteks serebral, dan secara umum hidup sangat baik, sama sekali tidak curiga bahwa sistem penciumannya setidaknya dalam beberapa hal tidak normal.
Untuk berjaga-jaga, penulis beralih ke sesama insinyur di University of Melbourne. Mereka menyarankan bahwa kesalahan bisa menjadi cacat atau ketidakakuratan MRI. Namun, metode baru dengan yakin menunjukkan bahwa tidak ada bohlam.
Apa tangkapannya?
Umbi penciuman adalah bagian tak terpisahkan (seperti yang diyakini sampai sekarang) dari sistem penciuman kita di otak. Ini adalah organ berpasangan: dua bohlam seperti itu yang terdiri dari neuron terletak di daerah rongga intrakranial hidung. Kemoreseptor di hidung menangkap molekul zat yang mudah menguap, mengirim sinyal melalui saraf penciuman ke bulbus, di mana ia diproses, dan kemudian ditransmisikan ke pusat subkortikal dan, akhirnya, ke wilayah temporal, di mana pusat olfaktorius kortikal. otak berada.
Tidak adanya bohlam secara efektif memotong jalur multi-langkah ini. Namun, faktanya jelas: ada seorang gadis, ada indera penciuman, tidak ada umbi. Untuk menguji apakah ini kasus yang unik, para ilmuwan memeriksa beberapa wanita lagi pada usia yang sama, menentukan kidal sebagai faktor tambahan ("pasien nol" adalah kidal). Pada upaya kesembilan, mereka menemukan gadis lain dari jenis yang sama. Selanjutnya, setelah memeriksa 1.113 orang lagi, para ilmuwan menemukan tiga wanita dengan anomali serupa. Tak satu pun dari lima ratus pria yang disurvei memiliki masalah seperti itu. Mungkin, dalam beberapa hal, negara adikuasa semacam itu terkait dengan gender, mungkin, mengingat kelangkaannya, setidaknya satu orang seperti itu akan ditemukan dalam sampel yang lebih besar.
Bagaimana ini bisa terjadi? Kasus ini luar biasa, para ilmuwan mengangkat bahu karena terkejut - atau tidak?
Para peneliti belum menemukan penjelasan besi untuk mekanisme fenomena tersebut, serta alasan kemunculannya, hanya mencatat keberadaannya. Tetapi opsi yang paling mungkin adalah neuroplastisitas, yang benar-benar dapat menghasilkan keajaiban.
Brain-Proteus: apa itu neuroplastisitas
Untuk waktu yang lama, diasumsikan bahwa otak manusia terbentuk di dalam rahim, menyelesaikan perkembangannya di masa kanak-kanak, dan tetap tidak berubah secara struktural di masa dewasa. Penelitian modern telah menunjukkan bahwa ini tidak terjadi. Sepanjang hidup, otak tetap berubah dan plastis.
Neuroplastisitas, yaitu kemampuan otak manusia untuk berubah di bawah pengaruh pengalaman baru, tidak hanya mencakup kemampuan untuk memperbaiki koneksi saraf yang rusak karena kerusakan, membentuk yang baru, atau memperkuat yang sudah ada selama pembelajaran.
Studi terbaru menunjukkan bahwa otak mampu menumbuhkan volume neuron baru yang signifikan di berbagai departemennya, dan jika tidak mungkin untuk sepenuhnya menggantikan yang hilang, ia dapat "menugaskan kembali" satu kelompok neuron untuk melakukan fungsi yang lain. Selain itu, contoh kemungkinan "pengganti" semacam itu terkadang mengejutkan imajinasi.
Manusia tidak menggunakan 90% otaknya
Frasa ini sangat populer 10-20 tahun yang lalu, selama masa kejayaan berbagai teknik pseudoscientific yang menjanjikan untuk melepaskan kemampuan intelektual setiap orang dan menumbuhkan kejeniusan dari manajer solitaire mana pun di tempat kerja. Namun, sains mengetahui kasus-kasus di mana ungkapan ini mendekati kebenaran. Terkadang - benar-benar "bukan fakta, tetapi kebenaran murni"!
Contoh yang paling umum adalah rehabilitasi pasca stroke. Anak-anak yang menderita stroke tidak berbeda dalam kemampuan mental mereka dari rekan-rekan mereka, dan fungsi area yang terkena di belahan kiri, yang bertanggung jawab untuk berbicara, sepenuhnya mampu melakukan area simetris di sebelah kanan. Tetapi ada juga contoh yang lebih mencolok.
Jadi, di musim panas, dokter di wilayah Moskow menemukan seorang pria tanpa belahan otak kiri. Sama sekali. Dalam pemindaian MRI, Anda dapat melihat ruang kosong di tempat ini. Menurut para dokter, kepada siapa pasien dirawat dengan iskemia, dia hidup seperti ini sepanjang hidupnya, hingga 60 tahun, tetapi tidak tahu tentang keanehannya. Perkembangan tidak berjalan dengan baik di dalam rahim, tetapi bagian otak yang lain mampu mengkompensasi bagian yang hilang. Pria itu tidak menunjukkan masalah dengan keterampilan motorik, penglihatan atau jiwa; selain itu, ia belajar dengan cukup sukses dan bekerja sebagai insinyur selama bertahun-tahun.
Tapi minus satu belahan bukanlah batas untuk neuroplastisitas. Ini dibuktikan oleh seorang Prancis, yang pada 2007 didiagnosis dengan penghancuran 90% korteks serebral. Sejak kecil, pria itu menderita hidrosefalus, yang menyebabkan konsekuensi yang begitu menghancurkan. Namun, baik dia maupun keluarganya tidak tahu tentang perubahan yang terjadi, dan pada usia 44 tahun, pasien hanya khawatir tentang sedikit kelemahan pada salah satu anggota badan.
Bahkan IQ-nya tidak diturunkan ke tingkat keterbelakangan mental, terlepas dari kenyataan bahwa semua aktivitas psikologis manusia yang lebih tinggi dikaitkan dengan fungsi korteks. Namun demikian, seorang pegawai negeri biasa (ya, ia mengatasi tugasnya dengan cukup baik) berhasil membuang sisa-sisa korteks, batang otak, dan otak kecil.
Otak tidak hanya mampu mengatasi hilangnya bagian korteks. Dengan demikian, seorang wanita Cina yang menjalani kehidupan normal, melahirkan dua anak dan hanya mengalami gangguan motorik ringan, menjadi pasien yang berharga bagi para ilmuwan. Ternyata dia telah menjalani seluruh hidupnya tanpa otak kecil sama sekali.
Semua kasus ini menunjukkan bahwa meskipun cedera otak atau kelainan dalam perkembangannya berbahaya dan sering menyebabkan konsekuensi yang menyedihkan, tidak ada bagian otak yang tak tergantikan. Untuk bagian otak mana pun, jika seseorang beruntung, semacam "akting" dapat ditemukan.
Bagaimana cara kerjanya?
Apa yang bisa dilakukan neuroplastisitas terdengar seperti sihir. Tapi ini tidak lebih ajaib daripada proses lain yang terjadi di tubuh kita, jika Anda melihatnya secara detail dari sudut pandang sains.
Secara umum, otak adalah sistem yang cukup stabil dengan batas keamanan tertentu. Tanpa ini, kita tidak akan bisa bertahan. Otak memetakan kita sepenuhnya: semua yang kita lakukan, setiap keterampilan atau bagian tubuh memiliki "representasi" dalam bentuk jalur saraf dan neuron yang terhubung satu sama lain. Semakin tinggi aktivitasnya, semakin banyak representasi ini, dan semakin sedikit waktu yang kita curahkan, misalnya, untuk melatih keterampilan tertentu, semakin lemah koneksinya.
Selama hidup, neuron yang termasuk dalam struktur semacam itu diperbarui sebagian, sementara sirkuit itu sendiri dipertahankan. Sebagai seorang anak, kita tumbuh hingga seribu koneksi saraf baru per detik. Setelah periode penerimaan tertinggi ini, saatnya untuk pemangkasan saraf (sinaptik). Otak berusaha membuat skema interaksi neuron dalam representasi jaringan sesederhana mungkin. Jumlah sinapsis dan neuron di ligamen ini cenderung minimum optimal, memotong kelebihan melalui eliminasi sinapsis. Proses ini menentang koneksi baru yang terus muncul antara neuron dan kelompoknya selama proses pembelajaran. Sederhananya, tanpa pemangkasan, otak kita akan berubah menjadi jalinan koneksi yang sangat berantakan, tidak efektif baik untuk memproses informasi maupun dalam hal keseimbangan energi. Dengan terus-menerus menjaga keseimbangan antara menciptakan koneksi dan memutuskannya, otak memiliki kemampuan, jika perlu, untuk mencari cara baru untuk memfungsikan bagian-bagian yang tiba-tiba rusak.
Misalnya, teknik rehabilitasi pasca stroke didasarkan pada sifat-sifat otak ini. Jika pasien dipaksa untuk mencoba menggunakan anggota tubuh yang pusat kendalinya di otak rusak, ia mengaktifkan bagian-bagian lain dari sistem ini, yang mencari "penyelesaian".
Dengan berkomunikasi dengan neuron yang sesuai dengan fungsinya, struktur mencoba untuk mengambil kembali bentuk biasanya, sebanyak mungkin. Semakin banyak neuron asli yang bertahan dan semakin banyak "guru pengganti" di sekitarnya, semakin mudah dan lebih lengkap fungsinya akan dipulihkan.
Selain itu, semakin muda seseorang pada saat otak perlu menemukan cara baru untuk memfungsikan beberapa bagiannya, semakin besar peluang keberhasilannya. Dengan cacat bawaan, restrukturisasi semacam itu disiapkan bahkan di dalam rahim. Dalam kasus pasien Prancis, kerusakan di otaknya, meskipun sangat luas dan dimulai, kemungkinan besar, setelah 14 tahun, tetapi itu terjadi secara perlahan, yang memberi waktu bagi otak untuk membangun kembali secara perlahan.
Mari kembali ke misteri wanita yang bisa mencium bau, meski secara teori mereka tidak punya apa-apa. Mari kita coba rangkum: apakah ini benar-benar tentang neuroplastisitas?
Apa yang bisa memberikan efek seperti itu? Salah satu pilihannya adalah kelainan genetik, kemungkinan terkait jenis kelamin, di mana bulbus olfaktorius berkurang sehingga informasi olfaktorius berjalan berputar-putar.
Yang lainnya adalah neuroplastisitas tua yang baik. Mungkin sistem lain di daerah dan struktur otak yang terkait dengan indera penciuman mampu menciptakan ansambel yang menggantikan semua fungsi bohlam tanpa kehilangan kualitas hidup. Seperti yang telah kita lihat, sejarah tidak mengenal kasus seperti itu.
Ketiga, ada kemungkinan bahwa kita memiliki gagasan yang tidak lengkap atau salah secara fundamental tentang seluruh peralatan sistem penciuman manusia. Jika ada bukti ini, penulis artikel asli, tentu saja, akan memperoleh kemenangan ilmuwan yang telah mengubah seluruh cabang ilmu pengetahuan. Namun, skenario ini (tidak diragukan lagi menyanjung mereka) hampir tidak mungkin. Tidak semua studi hewan tentang sistem penciuman dapat direplikasi pada manusia - terutama dari sudut pandang etika. Namun, itu dipetakan dengan baik, dan, kemungkinan besar, kita berbicara tentang dua probabilitas lainnya.
Yah, jangan mengabaikan fakta bahwa masih ada kemungkinan (walaupun sangat kecil) dari kesalahan sederhana. Umbi bisa sederhana atau sangat kecil atau sangat tidak biasa diatur. Transposisi organ bukanlah kasus yang jarang terjadi, dan kadang-kadang terjadi pada pasien, misalnya, memiliki gigi yang tumbuh di hidungnya. Jadi, mungkin, ketika dunia ilmiah sedang mencoba memberikan penjelasan yang indah untuk sebuah fenomena unik, bohlam dengan damai menjalani kehidupan mereka di suatu tempat di halaman belakang bagian otak yang berdekatan dan tidak mengkhawatirkan apa pun.