Mengurai kode saraf dari otak yang gelisah
Untuk pertama kalinya, para ilmuwan mengukur pola otak dalam yang berfluktuasi selama beberapa hari. Mereka melihat sekilas tanda saraf dari suasana hati yang rendah pada orang yang cemas.
Meskipun pemahaman kita tentang kondisi neuropsikiatri, seperti kecemasan dan depresi, telah berkembang pesat selama bertahun-tahun, masih ada kesenjangan besar dalam pengetahuan kita.
Mencoba menguraikan cara kerja bagian dalam dari struktur paling rumit di alam semesta pasti akan penuh dengan kesulitan.
Dalam proses yang tampaknya masih dekat dengan sihir, persepsi kita, rasa diri kita, dan emosi kita dijalin menjadi satu pengalaman - kesadaran. Ini adalah hasil dari triliunan koneksi antar neuron.
Penelitian bertahun-tahun telah mengungkapkan peran berbagai wilayah otak. Misalnya, kita tahu bahwa hipokampus penting untuk ingatan dan amigdala terlibat dalam pemrosesan emosi.
Namun, sekadar mengidentifikasi wilayah mana yang terkait dengan aktivitas tertentu tidak memberi kita pemahaman yang mendalam tentang bagaimana otak menghasilkan spektrum pengalaman dan emosi yang begitu hidup.
Menggali kompleksitas suasana hati
Setiap orang mengalami pasang surut emosi. Bagi sebagian orang, fluktuasi bisa sangat parah sehingga kehidupan mereka sangat terganggu. Hal ini membuat suasana hati menjadi topik studi yang penting.
Gangguan kecemasan mempengaruhi sekitar 40 juta orang dewasa di Amerika Serikat, dan pada tahun 2016, misalnya, lebih dari 16 juta orang dewasa AS mengalami setidaknya satu episode depresi mayor.
Penggunaan pemindaian MRI dan teknik pencitraan lainnya telah memungkinkan para ilmuwan untuk mengamati otak secara mendetail.
Saat peserta tidak bergerak di terowongan kecil perangkat, peneliti dapat memberi mereka rangsangan bermuatan emosional, kemudian mengamati bagaimana otak merespons, saat emosi berubah dari positif menjadi negatif.
Meskipun penelitian ini telah membuka kunci informasi tentang cara kerja otak kita, berbaring di dalam pemindai MRI sejauh mungkin dari kehidupan nyata.
Baru-baru ini, dan untuk pertama kalinya, para peneliti merancang eksperimen yang mengukur korelasi saraf suasana hati dalam situasi kehidupan nyata.
Dr. Edward Chang, seorang ahli saraf, dan Dr. Vikaas Sohal, Ph.D., seorang psikiater dan ahli saraf, memimpin tim. Keduanya adalah anggota dari University of California, San Francisco Weill Institute for Neurosciences.
Mengukur aktivitas otak secara real time
Mengamati cara kerja otak manusia dari menit ke menit membutuhkan sekelompok peserta yang unik.
Para peneliti merekrut 21 orang penderita epilepsi yang sudah memiliki 40-70 elektroda yang ditanamkan di permukaan otak dan di dalam beberapa struktur yang lebih dalam.
Para peserta telah menerima elektroda untuk persiapan operasi pengangkatan bagian otak yang menyebabkan kejang.
Implan ini memungkinkan para ilmuwan untuk memetakan aktivitas otak selama 7-10 hari. Selama ini, para peserta mencatat perubahan suasana hati menggunakan kuesioner berbasis tablet.
Dengan cara ini, para ilmuwan dapat menghubungkan perubahan suasana hati dengan aktivitas otak menggunakan algoritme, yang dirancang oleh penulis utama studi, Lowry Kirkby, Ph.D. Temuan kelompok itu muncul hari ini di jurnal Sel.
Jaringan koherensi intrinsik
Sebelum mempelajari buku harian suasana hati, para ilmuwan menjelajahi data otak, mencari jaringan koherensi intrinsik.
Jaringan ini adalah kelompok wilayah otak yang cenderung aktif pada waktu yang bersamaan. Ilmuwan menganggap kegiatan terkoordinasi ini berarti bahwa wilayah bekerja sama dan berkomunikasi.
Ketika para ilmuwan membandingkan data dari 21 partisipan, mereka menemukan berbagai “klik” di bagian otak yang secara teratur bekerja sama pada frekuensi yang sama.
Di 13 peserta, satu klik sangat aktif. Penilaian awal terhadap kelompok ini menunjukkan bahwa mereka semua mengalami tingkat kecemasan yang relatif tinggi.
Data menunjukkan bahwa klik ini aktif berkorelasi dengan perasaan mood yang rendah.
Secara khusus, para peneliti mengamati aktivitas gabungan di hipokampus dan amigdala. Aktivitas tersebut terdiri dari gelombang beta, yang membentuk ritme yang sebelumnya dikaitkan para ilmuwan dengan pemikiran cemas.
Menemukan pola yang jelas dalam aktivitas otak kelompok tersebut membuat para peneliti terkejut.
"Kami cukup terkejut untuk mengidentifikasi satu sinyal yang hampir sepenuhnya menjelaskan serangan suasana hati yang tertekan pada sekelompok besar orang."
Vikaas Sohal, Ph.D.
Hanya awal
Penelitian ini menandai dimulainya jalur penyelidikan ini, jadi menemukan pola yang tampaknya jelas sejak dini sangat disambut baik. Seperti yang dikatakan Dr. Sohal, "Menemukan biomarker yang sangat informatif lebih dari yang kami harapkan pada tahap proyek ini".
Menemukan karakteristik aktivitas otak pada 13 peserta sama mengejutkannya dengan mencatat ketidakhadirannya pada peserta lain, yang tidak memiliki kecemasan yang nyata.
Temuan ini dapat memberikan petunjuk tentang berbagai cara orang yang rentan terhadap kecemasan memproses informasi emosional.
“Berdasarkan apa yang kita ketahui tentang struktur otak ini, hal ini menunjukkan bahwa interaksi antara amigdala dan hipokampus mungkin terkait dengan mengingat ingatan emosional, dan jalur ini sangat kuat pada orang dengan tingkat kecemasan tinggi, yang suasana hatinya mungkin sangat dipengaruhi. dengan mengingat kembali kenangan yang sarat emosi, ”kata Dr. Sohal.
Lebih banyak pekerjaan akan menyusul, tetapi Dr. Sohal sudah bersemangat dengan hasilnya. Dia menjelaskan, "Sebagai seorang psikiater, sangat memuaskan untuk mulai dapat memberikan kerangka kerja konseptual kepada pasien untuk membantu mereka memahami apa yang mereka alami saat merasa sedih."
Pekerjaan ini juga dapat berkontribusi pada diagnostik tingkat lanjut. Dr. Chang menjelaskan, "Temuan ini memiliki implikasi ilmiah untuk pemahaman kita tentang bagaimana wilayah otak tertentu berkontribusi terhadap gangguan mood, tetapi juga implikasi praktis untuk mengidentifikasi biomarker yang dapat digunakan untuk teknologi baru yang dirancang untuk mengobati gangguan ini."
