Teknik baru membuka jendela bagaimana sel-sel otak berkomunikasi

WASHINGTON — Sel-sel saraf otak berkomunikasi dengan mengirimkan pesan satu sama lain melalui sambungan yang disebut sinapsis, dan masalah pada sambungan tersebut terkait dengan gangguan seperti Alzheimer dan epilepsi. Kini para peneliti dari Universitas Yale telah mengembangkan cara untuk menggambarkan sinapsis di otak yang hidup.

Teknik yang dilaporkan pada hari Rabu, menggunakan pemindaian PET, sangat eksperimental, namun meningkatkan kemungkinan suatu hari nanti memantau fungsi sinaps pada beberapa penyakit umum.

Otak manusia yang sehat menampung triliunan sinapsis, jumlah yang berubah sepanjang hidup.

Pada awal kehidupan, otak “memangkas” banyak sinapsis antar neuron sehingga jumlah yang tepat ada di setiap wilayah, sebuah proses yang dapat menjadi kacau pada gangguan seperti autisme atau skizofrenia. Perubahan kepadatan sinapsis dapat menunjukkan asal mula serangan epilepsi. Di kemudian hari, hilangnya sinapsis dikaitkan dengan penyakit Alzheimer.

Namun pengukuran sinapsis memerlukan otopsi, atau terkadang upaya selama operasi otak.

Untuk menemukan pendekatan non-invasif, tim yang dipimpin Yale mengembangkan senyawa radioaktif yang disebut pelacak, yang disuntikkan ke dalam tubuh dan mengikat protein spesifik yang ditemukan di sinapsis otak. Idenya: Selama pemindaian PET, sinapsis tersebut tampak menyala di area otak yang gelap dan bebas sinapsis.

Tes pada hewan memastikan bahwa pelacak menargetkan sinapsis.

Tim peneliti kemudian memetakan kepadatan sinapsis di otak 10 sukarelawan sehat dan tiga pasien penderita epilepsi. Dibandingkan dengan otak yang sehat, teknik ini mengungkapkan hilangnya sinapsis di daerah otak pasien yang terkena epilepsi, para peneliti melaporkan pada hari Rabu di jurnal Science Translational Medicine.

“Pekerjaan ini mewakili terobosan dalam kemampuan mempelajari proses penting di otak yang tidak hanya merupakan bagian dari perkembangan otak normal, namun mungkin juga terlibat dalam berbagai penyakit neuropsikiatri,” kata Dr. Peter Herscovitch, yang memimpin pemindaian PET di Pusat Klinis Institut Kesehatan Nasional dan tidak terlibat dalam penelitian tersebut.

Diperlukan lebih banyak upaya untuk membuat pelacak bertahan lebih lama di otak, sebuah kunci agar dapat berguna bagi para dokter, kata profesor radiologi Yale Richard Carson, penulis senior penelitian tersebut. Namun meski mulai menghilang dengan cepat, katanya, ini adalah alat yang bagus untuk meneliti fungsi otak.

Pantau terus: Tim Carson mulai menggunakan teknik ini untuk mempelajari penyakit Alzheimer, untuk menentukan apakah perubahan kepadatan sinaptik dari waktu ke waktu dapat membantu memprediksi perkembangan penyakit tersebut.