Dengan mempelajari tikus, para ilmuwan di Johns Hopkins University, AS, telah dibentengi bukti bahwa tujuan utama dari tidur adalah untuk mengalibrasi ulang sel-sel otak yang bertanggung jawab dalam proses belajar dan pembentukan memori sehingga hewan (atau bisa jadi manusia juga) dapat “memperkuat” pembelajaran dan mampu menerapkan apa yang dipelajari ketika mereka terbangun.

Para peneliti yang semuanya berasal dari Johns Hopkins University School of Medicine itu juga melaporkan bahwa mereka telah menemukan beberapa molekul penting yang mengatur proses kalibrasi ulang, serta bukti bahwa kurang tidur, gangguan tidur dan pil tidur dapat mengganggu proses pembelajaran.

“Temuan kami secara solid telah memajukan gagasan bahwa tikus dan mungkin juga otak manusia hanya dapat menyimpan informasi secara terbatas sehingga perlu dilakukan kalibrasi ulang,” papar Graham Diering, Ph.D., pascasarjana yang memimpin penelitian tersebut. “Tanpa tidur dan kalibrasi ulang yang berlangsung selama tidur, memori yang didapat sebelumnya terancam hilang.”

Ringkasan penelitian mereka dipublikasikan secara online dalam jurnal Science pada 3 Februari 2017 lalu.

Diering menjelaskan bahwa pemahaman ilmiah saat pembelajaran menunjukkan bahwa informasi “terkandung” di sinapsis, koneksi antar neuron dimana mereka berkomunikasi.

Lebih khusus, percobaan pada hewan telah menunjukkan bahwa sinapsis pada neuron penerima dapat diubah dengan menambahkan atau menghapus protein reseptor, sehingga memperkuat atau melemahkan mereka dan memungkinkan neuron menerima masukan lebih atau kurang dari neuron di dekat sinyal.

Para ilmuwan yakin bahwa ingatan terekam melalui perubahan- perubahan sinaptik. Tapi ada halangan dalam pemikiran ini, Menurut Diering hal itu dikarenakan ketika tikus dan mamalia lainnya sedang terjaga (tidak tidur), sinapsis seluruh otaknya cenderung menguat, tidak melemah, hal ini mendorong sistem ke arah beban maksimum. Ketika neuron telah terus menerus menembak, mereka kehilangan kapasitas untuk menyampaikan informasi, sehingga tidak bisa mengingat pembelajaran dan memori sebelumnya dengan baik.

Diering memfokuskan penelitiannya pada area otak tikus yang bertanggung jawab untuk belajar dan menyimpan memori: hippocampus dan korteks. Ia memurnikan protein menerima sinapsis dalam tikus yang tidur dan terjaga, mencari perubahan yang terlihat pada sel lab yang tumbuh selama percobaan.

Hasil penelitian menunjukkan penurunan 20 persen di tingkat protein reseptor pada tikus tidur, mengindikasikan melemahnya keseluruhan sinapsis mereka, dibandingkan dengan tikus yang terjaga.

“Itu adalah bukti pertama dari turunnya skala homeostasis pada hewan hidup,” kata Richard Huganir, Ph.D., profesor ilmu saraf, direktur Departemen Neuroscience dan penulis utama studi tersebut.

“Ini menunjukkan bahwa sinapsis merestrukturisasi seluruh otak tikus setiap 12 jam atau lebih, hal ini merupakan temuan yang sangat luar biasa.”

Diering menekankan bahwa kebutuhan tidur dikendalikan oleh adenosine, zat kimia yang terakumulasi di otak sehingga hewan tetap terjaga, memprovokasi kantuk. Kafein, yang paling banyak dikonsumsi sebagai obat psikoaktif di dunia, secara langsung mengganggu adenosin.

Sebagai pengujian akhir dari hipotesis mereka bahwa skala bawah saat tidur sangat penting untuk proses belajar dan menyimpan memori, para peneliti menguji kemampuan tikus untuk belajar tanpa jeda. Tikus ditempatkan dalam sebuah arena yang asing dan diberi kejutan listrik ringan, baik ketika mereka bangun atau tepat sebelum mereka pergi tidur. Beberapa tikus kemudian menerima obat yang dikenal untuk mencegah mereka tertidur.

Ketika tikus yang tidak diberi obat menerima kejutan sesaat sebelum tidur, otaknya melalui proses mengantuk dan membentuk hubungan antara arena dan shock. Ketika ditempatkan dalam arena yang sama, mereka menghabiskan sekitar 25 persen dari waktu bergerak mereka, karena takut dengan kejutan lain. Ketika ditempatkan di arena asing yang berbeda, mereka kadang-kadang berdiam membeku, tetapi hanya sekitar 9 persen dari waktu mereka di sana, mungkin karena mereka hendak memberitahu perbedaan antara dua arena yang asing.

Sementara tikus yang diberi obat tidak bisa mengantuk maupun tidur sehingga memiliki kenangan yang lemah dan karena itu yang diam membeku jumlahnya lebih sedikit daripada tikus yang tidak diberi obat. (Scinence Daily/Osc/Yant)

Share

Video Popular