Tikus yang “Mencium” Cahaya: Pemahaman Lebih Baik tentang Indera Penciuman

Para ahli neurobiologi Universitas Harvard telah menciptakan tikus yang dapat “mencium” cahaya, menyediakan sebuah alat potensial baru yang dapat membantu peneliti lebih memahami dasar syaraf penciuman.

Karya ini, dideskripsikan minggu ini dalam jurnal Nature Neuroscience, memiliki implikasi bagi studi masa depan tentang penciuman dan sistem persepsi kompleks yang tidak membiarkan dirinya untuk dipelajari secara mudah dengan metode tradisional.

“Ini membuat indera intuitif menggunakan aroma untuk mempelajari penciuman,” kata Venkatesh N. Murthy, profesor biologi molekuler dan seluler di Harvard. “Namun, aroma secara kimiawi sangat kompleks sehingga sangat sulit untuk mengisolasi sirkuit syaraf yang mendasari penciuman seperti itu.”

Murthy beserta rekan-rekannya di Harvard dan Laboratorium Cold Spring Harbor menggunakan cahaya, menerapkan bidang optogenetik bayi untuk pertanyaan tentang bagaimana sel-sel di otak membedakan bau-bauan.

Teknik optogenetik mengintegrasikan protein cahaya-reaktif ke dalam sistem yang biasanya merasakan input selain cahaya. Murthy dan rekan-rekannya mengintegrasikan protein-protein ini, yang disebut channelrhodopsin , ke dalam sistem penciuman tikus, menciptakan hewan mencium jalur yang diaktifkan bukan oleh bau, melainkan oleh cahaya.

“Dalam rangka mengumpan secara terpisah bagaimana otak merasakan perbedaan bau-bauan, tampaknya paling masuk akal untuk melihat pola aktivasi di otak,” kata Murthy. “Tapi sulit untuk menelusuri pola-pola ini dengan menggunakan rangsangan penciuman, karena bau yang sangat beragam dan seringkali cukup halus. Maka kami bertanya: Bagaimana jika kami membuat hidung yang bertindak seperti sebuah retina?”

Dengan rekayasa optogenetik hewan, para ilmuwan mampu mencirikan pola aktivasi di dalam bola pencium, wilayah otak yang menerima informasi langsung dari hidung. Karena input cahaya dapat dengan mudah dikendalikan, mereka dapat merancang serangkaian percobaan dengan merangsang neuron sensorik tertentu dalam hidung dan melihat pola aktivasi hilir di dalam bola pencium.

“Pertanyaan pertama adalah bagaimana pengolahannya diatur, dan bagaimana input-input yang sama diproses oleh sel-sel yang berdekatan di otak,” kata Murthy.

Tapi ternyata pengaturan spasial informasi penciuman di otak tidak sepenuhnya menjelaskan kemampuan kita merasakan bau. Pengaturan temporal informasi pencium menyoroti tambahan tentang bagaimana kita merasakan bau-bauan. Selain karakteristik pengaturan spasial dari bola pencium, studi baru ini menunjukkan bagaimana waktu saat “mengendus” memainkan peranan besar pada bagaimana bau dirasakan.

Makalah ini memiliki implikasi tidak hanya untuk studi sistem penciuman di masa yang akan datang, namun lebih umum untuk memancing keluar sirkuit syaraf yang mendasari sistem lain.

Para penulis mitra Murthy di atas makalah Nature Neuroscience adalah Ashesh K. Dhawale dari Laboratorium Cold Spring Harbor dan Pusat Nasional Sains Biological di Bangalore, India, Akari Hagiwara dari Harvard, Upinder S. Bhalla dari Pusat Nasional untuk Ilmu Biological, dan Dinu F. Albeanu dari Laboratorium Cold Spring Harbor. Pekerjaan mereka disponsori oleh Harvard dan Laboraturium Cold Spring Harbor.

[Source : eurekalert.org]