Ternyata Ini yang Terjadi dengan Otak Manusia Ketika Pingsan

TRIBUNGORONTALO.COM -- Ilmuwan dari University of California San Diego, The Scripps Research Institute, dan lembaga lainnya telah mengidentifikasi jalur genetik antara jantung dan otak yang terkait dengan pingsan.

Penemuan ini, yang diterbitkan dalam jurnal Nature, memberikan wawasan baru tentang mekanisme yang mendasari pingsan, yang merupakan kondisi umum yang ditandai dengan kehilangan kesadaran yang tiba-tiba.

Pendekatan baru dalam studi ini adalah mempertimbangkan jantung sebagai organ sensorik, berbeda dengan pandangan konvensional bahwa otak mengirimkan sinyal dan jantung hanya mematuhinya.

Ilmuwan dalam studi ini menggunakan berbagai teknik untuk memahami koneksi neurologis antara otak dan jantung.

Baca juga: Rumah Sakit Anak Inggris Dapatkan Izin Produksi Vektor Virus untuk Terapi Sel dan Gen

Profesor Asisten Sekolah Ilmu Biologi, Vineet Augustine, yang juga merupakan penulis senior studi ini, menemukan bahwa jantung juga mengirimkan sinyal kembali ke otak, yang dapat mengubah fungsi otak.

"Studi kami adalah demonstrasi komprehensif pertama dari refleks jantung yang ditentukan secara genetik, yang secara akurat mereplikasi karakteristik pingsan manusia pada tingkat fisiologis, perilaku, dan jaringan saraf," ucap 

Ilmuwan mempelajari mekanisme saraf yang terkait dengan refleks Bezold-Jarisch (BJR), sebuah refleks jantung yang pertama kali dijelaskan pada tahun 1867.

Selama ini, BJR, yang ditandai dengan penurunan tekanan darah, pernapasan, dan denyut jantung, diyakini terkait dengan pingsan.

Namun, karena sirkuit otak yang terlibat dalam respons tersebut kurang dipahami, data yang mendukung teori ini belum cukup.

Baca juga: Fosil Ikan 400 Juta Tahun Ungkap Asal Usul Anggota Tubuh Manusia

Fokus genetik studi ini adalah nodose ganglia, kelompok sensorik yang merupakan bagian dari saraf vagus yang mengirim pesan dari otak ke organ tubuh seperti jantung.

Secara khusus, neuron sensorik vagus, atau VSN, diyakini terhubung dengan BJR dan pingsan. VSN mengirim sinyal ke batang otak.

Saat mencari jalur neurologis baru, ilmuwan menemukan korelasi kuat antara respons BJR yang sudah dikenal dan VSN yang mengekspresikan reseptor neuropeptida Y2 (NPY2R).

Ketika mempelajari rute ini pada tikus, ilmuwan menemukan bahwa tikus yang sebelumnya bergerak bebas tiba-tiba pingsan ketika mereka secara proaktif merangsang NPY2R VSN menggunakan optogenetika, teknik untuk menghasilkan dan mengendalikan neuron.

Ribuan neuron dalam otak tikus tercatat selama peristiwa ini, bersamaan dengan perubahan denyut jantung dan ciri-ciri wajah seperti gerakan bulu mata dan diameter pupil yang cepat.

Untuk mengevaluasi data dan mengidentifikasi aspek yang relevan, mereka juga menggunakan pembelajaran mesin dalam beberapa metode.

Mereka menemukan bahwa ketika neuron NPY2R diaktifkan, tikus menunjukkan penurunan denyut jantung, tekanan darah, dan laju pernapasan, serta dilatasi pupil yang cepat dan "putaran mata" yang sudah dikenal ketika seseorang pingsan.

Baca juga: Hati-hati! Pria yang Ketergantungan Ponsel Spermanya Berkurang 20 Persen

Selain itu, sebagai bagian dari kerja sama mereka dengan kelompok Profesor David Kleinfeld di Departemen Neurobiologi dan Fisika UC San Diego, mereka mengevaluasi penurunan aliran darah ke otak.

Ilmuwan terkejut melihat bagaimana mata mereka berguling-guling kembali sekitar waktu yang sama ketika aktivitas otak turun dengan cepat. Setelah beberapa detik, aktivitas otak dan gerakan kembali normal.

Tes tambahan mengungkapkan bahwa masalah BJR dan pingsan hilang pada tikus yang neuron NPY2R VSN-nya dihilangkan.

Studi saat ini mengkonfirmasi temuan sebelumnya bahwa penurunan aliran darah ke otak menyebabkan pingsan, tetapi juga menunjukkan bahwa aktivitas otak itu sendiri mungkin menjadi faktor penting.

Hasilnya mengindikasikan bahwa VSN yang telah diidentifikasi secara genetik dan jalur saraf terkait yang baru-baru ini ditemukan diaktifkan tidak hanya dalam BJR tetapi juga lebih luas dalam fisiologi hewan, jaringan saraf khusus, dan perilaku.

"Temuan seperti ini sulit ditemukan sebelumnya karena para ilmuwan saraf mempelajari otak dan ahli jantung mempelajari jantung, tetapi banyak dari mereka melakukannya secara terpisah. Ilmuwan saraf secara tradisional berpikir bahwa tubuh mengikuti otak, tetapi sekarang semakin jelas bahwa tubuh mengirimkan sinyal ke otak, dan kemudian otak mengubah fungsinya," kata Augustine.

Hasil dari penelitian mereka telah mendorong para peneliti untuk terus mengamati situasi yang tepat di mana neuron sensorik vagus beraktivitas.

"Kami juga berharap untuk lebih memeriksa aliran darah ke otak dan jalur saraf yang relevan dalam otak selama saat pingsan untuk lebih memahami kondisi yang umum tetapi misterius ini," kata dia. (*)