Area otak utama memainkan peran penting dalam kecanduan
Penelitian baru menemukan bahwa otak kecil, sebagian besar otak manusia yang menurut para ilmuwan terutama terlibat dalam kontrol motorik, mungkin memainkan peran kunci dalam pencarian penghargaan dan perilaku sosial. Temuan ini dapat membantu menginformasikan terapi masa depan untuk mengobati kecanduan.
Penelitian terbaru mengisyaratkan fakta bahwa, selain gerakan, otak kecil juga dapat membantu mengontrol fungsi kognitif, seperti bahasa, pembelajaran, dan perhatian.
Sekarang, para ilmuwan di Albert Einstein College of Medicine di Bronx, NY, menyarankan bahwa area ini juga dapat mengatur pemrosesan hadiah dan kecanduan.
Kamran Khodakhah, Ph.D., yang merupakan profesor dan ketua Departemen Ilmu Saraf Dominick P. Purpura di Einstein, memimpin studi baru ini. Para ilmuwan melakukan penelitian pada tikus.
Prof Khodakhah dan timnya mempublikasikan hasilnya di jurnal Ilmu. Ilaria Carta, seorang peneliti doktoral di Einstein, dan Christopher Chen, Ph.D., keduanya adalah penulis pertama makalah ini.
Mengapa mempelajari otak kecil?
Prof Khodakhah dan rekan-rekannya didorong dalam upaya penelitian mereka oleh studi yang lebih baru yang mengisyaratkan peran otak kecil dalam kecanduan dan interaksi sosial.
Misalnya, beberapa penelitian telah menemukan bahwa otak kecil tidak berfungsi dengan baik pada orang dengan perilaku adiktif, gangguan spektrum autisme (ASD), sindrom afektif kognitif, dan skizofrenia.
Penelitian MRI lainnya telah menunjukkan bahwa otak kecil orang yang hidup dengan kecanduan bersifat hiperaktif dalam menanggapi rangsangan yang terkait dengan kecanduan mereka, seperti gambar jarum suntik.
“Gagasan bahwa otak kecil melakukan banyak hal di luar kendali gerakan disambut dengan banyak skeptisisme,” jelas penulis senior studi tersebut, “dan tidak ada yang memiliki petunjuk nyata tentang bagaimana otak kecil dapat mempengaruhi pelepasan dopamin.”
Para ilmuwan menjuluki dopamin sebagai neurotransmitter "seks, obat-obatan, dan rock'n'roll" karena peran utamanya dalam perilaku mencari hadiah. Ketika manusia - atau primata - menerima pahala yang menyenangkan, baik itu di akhir proses pembelajaran atau untuk tujuan rekreasi, tubuh mereka melepaskan hormon tersebut.
Area otak lain yang diimplikasikan oleh para ilmuwan dalam pemrosesan hadiah adalah apa yang disebut area tegmental ventral (VTA). Jadi, dalam studi saat ini, para ilmuwan berhipotesis bahwa neuron di otak kecil entah bagaimana akan berkomunikasi dengan neuron VTA, yang bertanggung jawab untuk melepaskan dopamin.
Menggunakan cahaya untuk mempelajari neuron pada tikus
Para ilmuwan menggunakan optogenetika untuk menguji hipotesis mereka. Optogenetika adalah teknik di mana para ilmuwan memodifikasi neuron secara genetik sehingga mereka merespons cahaya.
Dengan menginduksi fotosensitifitas secara genetik, para peneliti dapat secara selektif mengaktifkan akson neuron di otak kecil. Dengan melakukan itu, mereka ingin melihat bagaimana neuron di VTA akan terpengaruh.
Sepertiga dari neuron VTA ditembakkan sebagai respons terhadap rangsangan akson, membuktikan bahwa neuron di otak kecil berkomunikasi dengan yang ada di VTA.
Selanjutnya, para ilmuwan ingin melihat bagaimana, jika ada, komunikasi interneuronal ini mempengaruhi perilaku pencarian penghargaan. Untuk menguji aspek ini, peneliti melakukan serangkaian percobaan pada tikus.
Bagaimana otak kecil memengaruhi pencarian hadiah
Dalam percobaan pertama, hewan pengerat bebas menjelajahi keempat sudut ruangan, tetapi ketika mereka mencapai satu sudut tertentu, para peneliti menstimulasi neuron serebelar hewan pengerat tersebut menggunakan optogenetika.
Para ilmuwan berhipotesis bahwa, jika rangsangan itu menyenangkan, hewan pengerat akan terus mencari perilaku yang bermanfaat - yaitu, mereka akan berulang kali kembali ke sudut di mana mereka menerima rangsangan yang menyenangkan.
Seperti yang diharapkan tim, tikus yang terstimulasi memilih untuk kembali ke sudut yang sama lebih sering daripada tikus kontrol.
Selanjutnya, untuk memastikan bahwa merangsang akson dari neuron serebelar berperan dalam kecanduan, para peneliti mengkondisikan tikus untuk menerima rangsangan yang menyenangkan dari akson ini di area yang terang benderang.
Biasanya, tikus menghindari cahaya terang dan cenderung merasa lebih nyaman dalam kegelapan, di mana mereka dapat menghindari predator. Tetapi dalam percobaan terakhir ini, mereka memilih untuk melawan preferensi mereka yang biasa, demi stimulasi yang menyenangkan.
“Meskipun tikus biasanya menghindari area terang, sekarang mereka lebih suka berlari menuju cahaya, karena di sanalah mereka ingat mendapatkan hadiah […] Ini menunjukkan bahwa otak kecil berperan dalam perilaku adiktif.”
Prof. Kamran Khodakhah
Otak kecil juga merupakan kunci perilaku sosial
Eksperimen lain mengungkapkan bahwa jalur antara akson serebelar dan neuron VTA juga berperan dalam perilaku sosial.
Para peneliti memasukkan tikus ke dalam kotak dengan tiga ruang. Hewan pengerat memiliki pilihan untuk berinteraksi dengan objek, mouse lain, atau menyendiri di area kosong.
Ketika mereka memilih untuk berinteraksi secara sosial, jalur neuron akson serebelar-VTA paling aktif. Namun, ketika para ilmuwan menggunakan optogenetika untuk membungkam jalur saraf ini, hewan pengerat memilih untuk menyendiri atau berinteraksi dengan benda mati.
Hasil penelitian menyarankan kepada para peneliti bahwa jalur neuron akson serebelar-VTA mungkin disfungsional pada orang dengan ASD.
“Data kami mendukung peran otak kecil dalam pemrosesan hadiah dan mengendalikan perilaku sosial,” para penulis menyimpulkan.
“Kami mengusulkan bahwa jalur […] ini dapat menjelaskan, setidaknya sebagian, hubungan antara otak kecil dan perilaku adiktif, dan memberikan dasar untuk peran otak kecil dalam perilaku termotivasi dan sosial lainnya.”
