Berandasehat.id – Meskipun penyebab pasti penyakit otak neurodegeneratif seperti Alzheimer dan demensia sebagian besar masih belum diketahui, para peneliti telah mampu mengidentifikasi karakteristik utama pada otak yang terdampak: berkurangnya aliran darah.

Berdasarkan pemahaman dasar ini, sebuah tim di Penn State baru-baru ini menemukan bahwa neuron langka yang sangat rentan terhadap stres akibat kecemasan tampaknya bertanggung jawab untuk mengatur aliran darah dan mengoordinasikan aktivitas saraf pada tikus, menurut studi yang dipublikasikan di eLife.

Para peneliti menemukan bahwa menghilangkan neuron nNOS tipe satu (yang jumlahnya kurang dari 1% dari 80 miliar neuron otak dan mati ketika terpapar terlalu banyak stres), mengakibatkan penurunan aliran darah dan aktivitas listrik pada otak tikus, yang menunjukkan dampak jenis neuron ini terhadap fungsi otak hewan yang tepat, termasuk manusia.

Patrick Drew, profesor ilmu teknik dan mekanika di Penn State dan peneliti utama proyek ini, menjelaskan bahwa meskipun terdapat lebih dari 20 jenis neuron yang berbeda di setiap bagian otak, neuron nNOS tipe satu di korteks somatosensori (wilayah yang memproses sentuhan, suhu, dan masukan sensorik lainnya dari tubuh), memainkan peran penting dalam merangsang ‘osilasi spontan’ arteri dan vena di otak.

Drew menyampaikan, di otak, arteri, vena, dan kapiler membantu memindahkan cairan dengan terus-menerus melebar dan menyempit setiap beberapa detik, yang disebut osilasi spontan.

Penelitian sebelumnya dari lab Drew telah menunjukkan bahwa neuron nNOS penting untuk mengatur aliran darah di otak. “Setelah menargetkan dan menghilangkan sebagian neuron ini, kami mengamati penurunan yang signifikan dalam amplitudo osilasi ini,” bebernya.

Menurut Drew, yang juga berafiliasi dengan departemen teknik biomedis, bedah saraf, dan biologi di Penn State, ketika tikus terpapar pengalaman yang membuat stres secara mental, neuron-neuron halus ini mati dengan mudah.

Meskipun peneliti lain sebelumnya telah menghubungkan penuaan dengan penurunan kinerja otak dan peningkatan risiko penyakit neurodegeneratif, Drew mengatakan bahwa penelitian tentang stres dan dampak negatifnya terhadap aliran darah masih jauh lebih sedikit.

“Kami secara umum tertarik pada bagaimana aliran darah diatur di otak, karena ia memasok nutrisi dan oksigen ke neuron,” kata Drew.

Dia menambahkan, aliran darah yang berkurang merupakan salah satu dari banyak faktor yang berkontribusi terhadap penurunan fungsi otak dan penyakit neurodegeneratif.

“Meskipun kita tahu penuaan memainkan peran utama dalam hal ini, hilangnya neuron langka ini akibat stres kronis dapat menjadi penyebab lingkungan yang belum dieksplorasi untuk kesehatan otak yang buruk,” tandas Drew

Untuk memahami apa yang terjadi tanpa neuron nNOS tipe satu di otak, tim menyuntikkan tikus dengan campuran saporin (protein toksik yang mampu membunuh neuron), dan rantai kimia asam amino yang dikenal sebagai peptida, yang dapat mengidentifikasi dan menempel pada penanda genetik spesifik yang dipancarkan oleh neuron nNOS tipe satu.

Penanda ini membedakan neuron nNOS tipe satu di otak, memungkinkan para peneliti untuk secara sistematis memberikan saporin dan menghilangkannya tanpa merusak neuron lain.

Tim di Penn State adalah yang pertama menggunakan metode ini untuk menargetkan neuron spesifik ini, menurut Drew.

Meskipun otak tikus bukanlah model yang sempurna untuk otak manusia, banyak fisiologinya, termasuk jenis dan komposisi neuron cocok, kata Drew, sehingga jenis penelitian ini dapat mengungkapkan informasi yang kemungkinan memetakan ke manusia.

Setelah menyuntikkan tikus, para peneliti mencatat perubahan aktivitas otak dan perilaku fisik seperti pelebaran mata dan gerakan kumis.

Selanjutnya tim mengamati osilasi pembuluh darah otak pada resolusi tingkat mikrometer, kira-kira 100 kali lebih kecil dari lebar rambut manusia. Para peneliti juga menggunakan elektroda dan pencitraan canggih untuk melacak arus listrik di otak.

Tikus tidak hanya menunjukkan penurunan aliran darah tetapi juga aktivitas saraf yang lebih lemah di seluruh otak, yang menunjukkan bahwa neuron nNOS tipe satu ini tampaknya penting dalam membantu neuron berkomunikasi satu sama lain, jelas Drew.

Selain itu, tim mengidentifikasi pengurangan aliran darah dan aktivitas saraf ini lebih tinggi selama tidur daripada dalam keadaan terjaga, yang menunjukkan neuron ini dapat berperan dalam mendukung otak selama tidur.

Mengoptimalkan prosedur ini akan memberikan cara yang efisien dan non-genetik bagi para peneliti untuk mempelajari neuron nNOS tipe satu dan dampak kehilangannya secara lebih rinci.

Meskipun masih terlalu dini untuk menarik hubungan langsung antara berkurangnya kepadatan neuron ini dengan meningkatnya risiko Alzheimer dan demensia, Drew mengatakan masa depan penelitian ini akan berfokus pada penyelidikan bagaimana hilangnya neuron ini berinteraksi dengan faktor risiko genetik untuk penyakit tersebut, demikian laporan MedicalXpress. (BS)