UNIVERSITY OF ROCHESTER
Penelitian baru menggali bagaimana otak Anda memproses aroma.
Apa yang terjadi ketika kita mencium aroma lavender? Bagaimana otak kita memproses esensi wewangiannya?
Apakah itu seperti lukisan—snapshot dari aktivitas sel yang berkedip-kedip—dipotret pada saat tertentu? Atau seperti simfoni, ansambel sel- sel berbeda yang berevolusi bekerja sama untuk menangkap aroma?
Studi baru menunjukkan bahwa otak kita melakukan keduanya.
“Temuan ini mengungkapkan prinsip inti dari sistem saraf, fleksibilitas dalam jenis perhitungan yang dibuat otak untuk mewakili aspek dunia sensorik,” kata Krishnan Padmanabhan, seorang profesor ilmu saraf di University of Rochester dan penulis senior studi tersebut di Cell Report.
“Pekerjaan kami memberi para ilmuwan alat baru untuk mengukur dan menafsirkan pola aktivitas otak,” kata Krishnan.
Para peneliti mengembangkan model untuk mensimulasikan cara kerja sistem penciuman awal—jaringan yang diandalkan otak untuk penciuman. Dengan menggunakan simulasi komputer, mereka menemukan satu set koneksi tertentu, yang disebut serat sentrifugal, yang membawa impuls bagian lain dari sistem saraf pusat ke daerah sensorik awal otak, memainkan peran penting.
Serat sentrifugal ini bertindak sebagai sakelar, beralih di antara berbagai strategi untuk mewakili bau secara efisien. Ketika serat sentrifugal berada dalam satu keadaan, sel-sel di korteks piriform— tempat persepsi bau terbentuk—bergantung pada pola aktivitas dalam waktu tertentu. Ketika serat sentrifugal berada dalam keadaan lain, sel-sel di korteks piriform meningkatkan akurasi dan kecepatan sel mendeteksi dan mengklasifikasikan bau dengan mengandalkan pola aktivitas otak sepanjang waktu.
Proses ini menunjukkan bahwa otak memiliki banyak respons untuk mewakili bau.
Dalam satu strategi, otak menggunakan snapshot, seperti lukisan atau foto, pada saat tertentu untuk menangkap fitur penting dari bau.
Dalam strategi lain, otak melacak pola yang berkembang. Itu selaras dengan sel mana yang hidup dan mati dan kapan—seperti simfoni.
Model matematika yang dikembangkan para peneliti menyoroti fitur penting dari sistem saraf — tidak hanya keragaman dalam hal komponen yang membentuk otak tetapi juga bagaimana komponen ini bekerja sama untuk membantu otak mengalami dunia penciuman.
Model matematis ini mengungkapkan aspek penting tentang bagaimana sistem penciuman di otak dapat bekerja dan dapat membantu membangun sistem komputasi buatan yang terinspirasi otak,” kata Padmanabhan.
“Pendekatan komputasi yang terinspirasi oleh sirkuit otak seperti ini memiliki potensi untuk meningkatkan keamanan mobil swa-kemudi, atau membantu algoritma penglihatan komputer dalam mengidentifikasi dan mengklasifikasikan objek dalam gambar secara lebih akurat.”
Pendanaan untuk penelitian ini berasal dari National Institutes of Health, National Science Foundation, Cystinosis Research Foundation, dan Program Percontohan Del Monte Institute. (iwy)
