Para ilmuwan menemukan ‘titik panas’ otak yang bertanggung jawab atas pengenalan angka

Untuk pertama kalinya, para ilmuwan Stanford telah menunjukkan lokasi yang tepat di otak yang bertanggung jawab untuk mengenali simbol numerik — seperti “6” atau “38”.

Gugusan neuron, yang berukuran lebar hanya seperlima inci, aktif ketika seseorang merasakan simbol yang diberikan pada sebuah angka. Para peneliti menemukan bahwa aktivasi area turun secara signifikan ketika seseorang melihat angka yang dieja (“satu” bukan “1) atau melihat font palsu (di mana digit telah diubah) – yang berarti bahwa “titik panas” otak ini semata-mata bertanggung jawab untuk pengenalan digit.

Temuan ini pada akhirnya dapat membantu para ilmuwan memahami proses kompleks yang bekerja di otak ketika orang melakukan persamaan matematika. Penelitian lebih lanjut di bidang ini juga dapat memiliki aplikasi klinis langsung, berpotensi membantu mereka yang menderita dyscalculia – suatu bentuk disleksia numerik di mana orang berjuang untuk memproses informasi numerik.

Perjalanan untuk menemukan area otak yang kecil namun krusial ini dimulai dengan penelitian Stanford sebelumnya tentang topik ini, di mana para sukarelawan diamati melakukan persamaan matematika. Melalui studi ini, para ilmuwan telah mampu mengumpulkan sejumlah besar data tentang area otak yang menjadi aktif saat orang mengerjakan soal aritmatika.

“Salah satu mahasiswa kedokteran saya, Jennifer Shum, menemukan bahwa Anda mendapatkan aktivitas yang tidak biasa di suatu tempat di sistem visual (otak) ketika pasien melakukan perhitungan ini,” kata pemimpin peneliti Dr. Josef Parvizi, profesor neurologi dan ilmu saraf di Stanford, mengatakan kepada FoxNews.com. “Karena aktivasi ini ada dalam sistem visual, ini memicu serangkaian studi baru untuk melihat mengapa sistem visual ini penting untuk menghitung item.”

Area yang diidentifikasi Shum terletak di gyrus temporal inferior, daerah superfisial dari korteks luar di otak. Diketahui bahwa kawasan tersebut terlibat dalam pengolahan informasi visual.

Untuk lebih mengisolasi lokasi di wilayah ini yang penting untuk pengenalan nomor, Parvizi menggunakan pasien epilepsi yang dirawat di rumah sakit untuk pengawasan. Pasien epilepsi terkadang menjalani operasi otak untuk membantu meredakan kejang mereka; tetapi pertama-tama sebagian tengkorak harus diangkat agar dokter dapat memasang elektroda langsung ke permukaan otak mereka. Dokter menggunakan elektroda ini untuk memantau aktivitas otak pasien selama beberapa hari, untuk menentukan sumber yang tepat dari kejang mereka.

Periode ini juga memungkinkan dilakukannya analisis otak lainnya, karena pasien dalam keadaan sadar dan tidak melakukan apa-apa di rumah sakit selama berhari-hari – atau bahkan berminggu-minggu – sementara mereka menunggu untuk mengalami kejang.

Parvizi mengidentifikasi tujuh dari pasien epilepsi ini yang memasang elektroda di dekat gyrus temporal inferior mereka. Dalam rangkaian tes pertama, Parvizi menunjukkan kepada pasien berbagai angka dan huruf di layar laptop – termasuk beberapa font palsu dari komponen angka dan huruf. Serangkaian tes kedua membuat pasien melihat angka bersama dengan versi ejaan mereka.

Aktivasi terjadi hanya ketika pasien merasakan versi digit dan menghilang ketika mereka merasakan huruf, font palsu, dan versi digit yang dieja. Meskipun otak setiap orang dibentuk secara berbeda, setiap pasien mengalami aktivasi di area otak yang persis sama – sebuah kelompok yang terdiri dari satu hingga dua juta sel saraf di inferior temporal gyrus.

“Ini sangat menarik karena merupakan sekelompok neuron yang merespons simbol yang kita pelajari melalui pendidikan,” kata Parvizi. “Otak kita belum siap untuk membaca angka, kita hanya belajar membacanya di sekolah. Anda melatih otak Anda, dan saya melatih otak saya, dan pada akhirnya kita berakhir dengan area otak yang sama yang melakukan pembacaan angka.”

Lokasi patch otak digit tidak hanya konsisten dari orang ke orang, tetapi juga terletak pada kelompok neuron yang sangat mirip di otak.

“Kelompok neuron ini terletak bersebelahan dan sangat dekat dengan area yang kita gunakan untuk membaca kata,” kata Parvizi. “Area otak ini disebut ‘area bentuk kata’. Oleh karena itu, area-area ini berdekatan tetapi tidak identik. Otak Anda membaca kata dan angka dengan kelompok neuron yang berbeda.”

Parvizi berharap untuk memperluas penelitian ini, dan mungkin menggunakan area otak ini untuk menjelaskan dengan lebih baik mengapa beberapa orang kesulitan memproses angka – atau mungkin mengapa beberapa lebih baik dalam matematika daripada yang lain.

“Untuk bisa mengerjakan matematika, Anda harus pandai mengenal angka,” kata Parvizi. “Apa yang diberitahukan temuan ini kepada kita adalah di mana kognisi matematis dimulai. Bisakah kita menemukan simpul pertama di jaringan ini – di mana angka dikenali – dan kemudian diproses lebih lanjut untuk perhitungan matematis? Ini adalah contoh nyata pemetaan otak manusia.”

Penelitian ini diterbitkan 17 April di Jurnal Ilmu Saraf.