Penelitian terbaru mengidentifikasi 16 jenis sel saraf manusia, mengungkap respons sensorik yang kompleks dan menantang pandangan tradisional mengenai kekhususan saraf.
Dalam sebuah studi baru yang diterbitkan di Ilmu Saraf Alampara ilmuwan telah mengidentifikasi 16 jenis sel saraf berbeda yang terkait dengan indra peraba manusia. Penelitian yang dilakukan oleh Linköping University, Karolinska Institutet, dan Universitas Pennsylvaniatidak hanya menantang gagasan tradisional bahwa sel-sel saraf tertentu didedikasikan untuk sensasi tertentu seperti rasa sakit atau suhu, tetapi juga mengungkapkan persamaan dan perbedaan yang signifikan pada manusia, tikus, dan kera.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
“Studi kami memberikan gambaran lanskap tentang indra peraba manusia. Sebagai langkah selanjutnya, kami ingin membuat potret berbagai jenis sel saraf yang telah kami identifikasi,” kata Håkan Olausson, Profesor di Universitas Linköping.
Menantang Gagasan Sensasi yang Sudah Ada
Manusia merasakan sentuhan, suhu, dan rasa sakit melalui sistem sensasi somatik. Dipercaya secara luas bahwa jenis sel saraf yang berbeda berhubungan dengan sensasi tertentu seperti nyeri, sentuhan menyenangkan, atau dingin. Namun, temuan dari penelitian ini menantang anggapan tersebut dan menunjukkan bahwa sensasi tubuh kemungkinan jauh lebih rumit.
Pemahaman kita saat ini tentang sistem saraf sebagian besar berasal dari penelitian pada hewan. Tapi seberapa besar persamaan antara, misalnya, tikus dan manusia? Banyak temuan dalam penelitian pada hewan belum dikonfirmasi dalam penelitian pada manusia. Salah satu alasannya mungkin karena pemahaman kita tentang cara kerjanya pada manusia masih belum memadai. Oleh karena itu, para peneliti di balik penelitian ini ingin membuat atlas terperinci dari berbagai jenis sel saraf yang terlibat dalam somatosensasi manusia dan membandingkannya dengan tikus dan kera, primata. jenis.
Kemajuan dalam Klasifikasi Sel Saraf
Dalam studi tersebut, sebuah kelompok peneliti di Universitas Pennsylvania, yang dipimpin oleh Associate Professor Wenqin Luo, membuat analisis rinci terhadap gen yang digunakan oleh sel-sel saraf individu, yang disebut deep RNA pengurutan. Sel saraf dengan profil ekspresi gen serupa dikelompokkan menjadi satu jenis sel saraf sensorik. Dengan cara ini, mereka mengidentifikasi 16 jenis sel saraf pada manusia. Ketika para peneliti menganalisis lebih banyak sel, mereka kemungkinan akan menemukan lebih banyak jenis sel saraf sensorik yang berbeda.
Analisis ekspresi gen sel saraf memberikan gambaran tentang seperti apa mesin seluler pada berbagai jenis sel. Pertanyaan selanjutnya adalah bagaimana kaitannya dengan fungsi sel saraf. Jika sel saraf menghasilkan protein yang dapat mendeteksi panas, apakah itu berarti sel saraf merespons panas?
Menghubungkan Ekspresi Gen ke Fungsi
Penelitian ini merupakan penelitian pertama yang menghubungkan ekspresi gen pada berbagai jenis sel saraf dengan fungsi sebenarnya. Untuk menyelidiki fungsi sel saraf, kelompok penelitian di Universitas Linköping, yang dipimpin oleh Saad Nagi dan Håkan Olausson, menggunakan metode yang memungkinkan para peneliti mendengarkan sinyal saraf dalam satu sel saraf pada satu waktu. Dengan menggunakan metode ini, yang disebut mikroneurografi, para peneliti dapat mengarahkan sel-sel saraf kulit peserta yang terjaga ke suhu, sentuhan, atau bahan kimia tertentu, dan “mendengarkan” sel saraf individu untuk menentukan apakah sel saraf tersebut bereaksi dan mengirimkan sinyal ke otak. otak.
Selama percobaan ini, para peneliti membuat penemuan yang tidak mungkin terjadi jika pemetaan mesin seluler berbagai jenis sel saraf tidak memberi mereka ide baru untuk diuji. Salah satu penemuan tersebut menyangkut jenis sel saraf yang merespons sentuhan menyenangkan. Para peneliti menemukan bahwa jenis sel ini secara tidak terduga juga bereaksi terhadap pemanasan dan capsaicin, zat yang memberi rasa panas pada cabai. Reaksi terhadap capsaicin adalah tipikal sel saraf penginderaan nyeri, sehingga mengejutkan para peneliti bahwa sel saraf penginderaan sentuhan merespons rangsangan tersebut. Lebih lanjut, jenis sel saraf ini juga merespons pendinginan, meskipun sel tersebut tidak menghasilkan satu-satunya protein yang sejauh ini diketahui memberi sinyal pada persepsi dingin. Temuan ini tidak dapat dijelaskan dengan apa yang diketahui tentang mekanisme sel dan menunjukkan bahwa ada mekanisme lain untuk mendeteksi suhu dingin, yang belum ditemukan. Para penulis berspekulasi bahwa sel-sel saraf ini membentuk jalur sensorik terintegrasi untuk sensasi menyenangkan.
“Selama sepuluh tahun, kami telah mendengarkan sinyal saraf dari sel-sel saraf ini, namun kami tidak tahu tentang karakteristik molekulernya. Dalam penelitian ini, kami melihat jenis protein apa yang diekspresikan sel-sel saraf ini serta jenis rangsangan apa yang dapat mereka tanggapi, dan sekarang kami dapat menghubungkannya. Ini merupakan langkah maju yang besar,” kata Håkan Olausson.
Temuan Mengejutkan dalam Respon Saraf
Contoh lainnya adalah jenis sel saraf penginderaan rasa sakit yang menghantarkan dengan sangat cepat, yang ternyata merespons pendinginan dan mentol yang tidak menimbulkan rasa sakit.
“Ada persepsi umum bahwa sel-sel saraf sangat spesifik – bahwa satu jenis sel saraf mendeteksi dingin, jenis sel saraf lainnya merasakan frekuensi getaran tertentu, dan jenis sel ketiga bereaksi terhadap tekanan, dan seterusnya. Hal ini sering dibicarakan dalam istilah-istilah tersebut. Namun kami melihat bahwa hal ini jauh lebih rumit dari itu,” kata Saad Nagi, Profesor Madya di Universitas Linköping.
Analisis Perbandingan Lintas Spesies
Lalu bagaimana dengan perbandingan antara tikus, kera, dan manusia? Seberapa miripkah kita? Banyak dari 16 jenis sel saraf yang diidentifikasi para peneliti dalam penelitian ini kira-kira serupa antar spesies. Perbedaan terbesar yang ditemukan para peneliti adalah sel-sel saraf penginderaan nyeri menghantarkan dengan sangat cepat sehingga bereaksi terhadap rangsangan yang dapat menyebabkan cedera. Ini pertama kali ditemukan pada manusia pada tahun 2019 oleh kelompok yang sama di Linköping menggunakan mikroneurografi. Dibandingkan dengan tikus, manusia memiliki lebih banyak sel saraf nyeri yang mengirimkan sinyal nyeri ke otak dengan kecepatan tinggi. Mengapa demikian, penelitian ini tidak dapat menjawabnya, tetapi para peneliti memiliki teori:
“Fakta bahwa rasa sakit pada manusia ditandai dengan kecepatan yang jauh lebih tinggi dibandingkan pada tikus mungkin hanya mencerminkan ukuran tubuh. Seekor tikus tidak memerlukan sinyal saraf secepat itu. Namun pada manusia, jaraknya lebih jauh, dan sinyalnya perlu dikirim ke otak lebih cepat; jika tidak, Anda akan terluka bahkan sebelum bereaksi dan menarik diri,” kata Håkan Olausson.
Referensi: “Memanfaatkan pengurutan RNA soma tunggal yang dalam untuk mengeksplorasi dasar saraf somatosensasi manusia” oleh Huasheng Yu, Saad S. Nagi, Dmitry Usoskin, Yizhou Hu, Jussi Kupari, Otmane Bouchatta, Hanying Yan, Suna Li Cranfill, Mayank Gautam, Yijing Su, You Lu, James Wymer, Max Glanz, Phillip Albrecht, Hongjun Song, Guo-Li Ming, Stephen Prouty, John Seykora, Hao Wu, Minghong Ma, Andrew Marshall, Frank L. Rice, Mingyao Li, Håkan Olausson, Patrik Ernfors dan Wenqin Luo, 4 November 2024, Ilmu Saraf Alam.
DOI: 10.1038/s41593-024-01794-1
Penelitian ini merupakan kolaborasi antara kelompok penelitian Patrik Ernfors di Karolinska Institutet, kelompok penelitian Wenqin Luo di University of Pennsylvania, dan kelompok penelitian Håkan Olausson dan Saad Nagi di Universitas Linköping. Dukungan finansial untuk penelitian ini disediakan oleh Institut Kesehatan NasionalDewan Riset Swedia, ALF Grants Region Östergötland, dan Yayasan Knut dan Alice Wallenberg.
RakyatPos.ID Network
