Peta otak tikus yang indah menyimpan petunjuk tentang penyakit neurologis

Gambar baru otak tikus yang bersinar mewakili pemetaan korteks mamalia yang paling komprehensif.

Dengan menggunakan suntikan fluoresen, para peneliti telah membuat hubungan antara wilayah korteks tikus, lapisan luar yang keriput otak.

Proyek ini penting karena otak tikus pada dasarnya terstruktur seperti otak mamalia lainnya, termasuk manusia, kata pemimpin studi Hong-Wei Dong, seorang ahli saraf di University of Southern California. Memahami bagaimana struktur otak yang sehat berbicara bolak-balik akan membantu para peneliti menemukan cara memecahkan masalah ketika terjadi kesalahan. (Di Dalam Otak: Gambar Melalui Waktu)

“Tujuan utama kami adalah untuk memahami apa yang terjadi pada semua gangguan neurologis atau neuropsikiatri ini autisme atau skizofrenia,” kata Dong kepada Live Science.

Memetakan otak

Para ahli saraf semakin fokus pada bagaimana wilayah otak terhubung untuk menjelaskan perilaku, kognisi, dan bahkan penyakit. Pada penelitian sebelumnya, peneliti membangun peta otak untuk tikus dan primata dengan mengumpulkan ribuan studi penelitian individu pada bagian kecil otak. Namun, yang dilakukan Dong dan rekan-rekannya adalah mengumpulkan sendiri sejumlah besar data. Peta mereka hanya didasarkan pada tikus jantan pada usia yang sama, dan memungkinkan lebih banyak detail dibandingkan pendekatan sebelumnya.

“Kekuatan kami di sini adalah kami memiliki kumpulan data dalam jumlah besar, dan kami kemudian dapat menganalisisnya secara sistematis,” kata Dong.

Para peneliti menyuntikkan molekul fluoresen di dua lokasi di masing-masing 300 otak tikus. Jejak-jejak ini berjalan di sepanjang koneksi saraf, menunjukkan jaringan sel otak mana yang mengirim sinyal ke mana, dan jaringan mana yang membalasnya.

“Pelacak di tempat suntikan itu akan memberi tahu Anda area mana yang diproyeksi strukturnya dan area mana yang diproyeksikan kembali ke struktur itu,” kata Houri Hintiryan, ahli saraf USC yang merupakan salah satu peneliti utama studi tersebut bersama Dong. Menangkap pesan masuk dan keluar bermanfaat secara ilmiah dan memungkinkan peneliti menggunakan lebih sedikit tikus, kata Hintiryan kepada Live Science.

Organisasi yang logis

Jejak tersebut mengungkapkan organisasi metodis di korteks.

“Otak tidak terhubung secara acak,” kata Hintiryan. “Ada logika khusus dalam organisasinya.”

Korteks tikus disusun menjadi empat subjaringan sensorimotor somatik, dua subjaringan medial dan dua subjaringan lateral, kata Dong. Sub-jaringan sensorimotor somatik masing-masing memiliki fungsinya sendiri, sebagaimana ditentukan oleh konektivitasnya: Satu subjaringan mengontrol gerakan wajah, satu mengendalikan ekstremitas atas, satu mengendalikan ekstremitas bawah, dan satu lagi kumis.

Subjaringan medial, dinamakan demikian karena terletak di sepanjang garis tengah otak, tampaknya mengintegrasikan informasi eksternal, seperti informasi dari mata dan telinga. Salah satu jaringan lateral menangani informasi sensorik dari tubuh itu sendiri, termasuk sensasi seperti lapar, dingin, dan nyeri. Jaringan lateral terakhir tampaknya merupakan pusat yang sangat kompleks tempat berkumpulnya informasi dari seluruh korteks.

Para peneliti membuat peta mereka tersedia online secara gratis www.mouseconnectome.orgdan mereka berencana melakukan pekerjaan serupa pada bagian otak lainnya. Menangani sejumlah besar data yang dihasilkan oleh otak tikus sekalipun merupakan sebuah tantangan, jadi mereka juga berharap dapat mengembangkan alat yang lebih baik untuk menanganinya.

Proyek ini dapat menginformasikan skala besar Inisiatif OTAKdiluncurkan oleh Presiden Obama pada bulan April 2013 dengan tujuan untuk memahami caranya jaringan otak manusia fungsi. Setelah mempelajari koneksi otak tikus normal, kata Hintiryan, para peneliti kemudian dapat membandingkan konektivitas sehat di dalam otak tikus dengan Alzheimer versi hewan pengerat, Huntington, dan gangguan neurologis lainnya.

Temuan ini muncul secara online pada 27 Februari di jurnal Sel.

Hak Cipta 2014 Ilmu HidupSebuah perusahaan TechMediaNetwork. Semua hak dilindungi undang-undang. Materi ini tidak boleh dipublikasikan, disiarkan, ditulis ulang, atau didistribusikan ulang.