Otak adalah organ kompleks yang menjadi pusat pengendalian sistem saraf pusat manusia. Berada di dalam tengkorak, otak terdiri dari beberapa bagian yang membawakan fungsi yang khas bagi tubuh kita. Sebagai organ yang rumit dan sangat penting, otak bertugas mengoperasikan berbagai fungsi tubuh dan mental yang diperlukan untuk aktivitas sehari-hari.
Pentingnya memahami struktur dan fungsi otak tak dapat diabaikan karena hal ini dapat membantu kita dalam menjaga kesehatan otak dan mengatasi berbagai kondisi kesehatan yang berkaitan dengan otak. Dengan memahami penyusunan otak, kita dapat membangun kesadaran akan peran vital yang dimainkannya dalam menjalankan fungsi-fungsi penting seperti motorik, persepsi sensorik, pengolahan informasi, dan pengambilan keputusan.
Otak terdiri dari beberapa bagian yang meliputi otak besar (cerebrum), otak kecil (cerebellum), dan batang otak (pons dan medulla oblongata). Setiap bagian ini berperan dalam mengendalikan aspek-aspek tertentu dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, otak besar terkait dengan pemikiran, persepsi, memori, dan bahasa, sementara otak kecil membantu menjaga keseimbangan, koordinasi gerakan, dan postur tubuh.
Dalam menjaga kesehatan otak, penting untuk mengerti bahwa kebiasaan makan sehat, olahraga teratur, tidur yang cukup, serta aktivitas mental yang cetar membantu meningkatkan fungsi otak. Dukungan dari lingkungan juga memiliki peran penting dalam merawat dan mempertahankan kesehatan otak kita. Dengan menjaga gaya hidup sehat dan menghindari faktor risiko seperti merokok, stres berlebihan, dan kebiasaan konsumsi alkohol yang berlebihan, kita dapat mencapai keseimbangan mental dan kesehatan otak yang optimal.
Jaringan otak merupakan sistem kompleks yang terdiri dari jaringan seluler, sinapsis, dan komponen lainnya yang bekerja bersama untuk mengendalikan berbagai fungsi dan kemampuan otak. Ini adalah struktur yang menjalankan tugas penting dalam memproses informasi dan menghasilkan respon yang dibutuhkan untuk aktivitas sehari-hari.
Otak manusia memiliki dua hemisfera utama, yakni hemisfera kanan dan hemisfera kiri. Setiap hemisfera memiliki spesialisasinya sendiri dalam memproses informasi. Hemisfera kanan sering dianggap sebagai hemisfera yang berperan dalam kepekaan artistik, intuisi, kreativitas, dan pengenalan wajah. Sementara itu, hemisfera kiri cenderung mendominasi kegiatan berpikir logis, matematika, bahasa, dan pemrosesan verbal.
Jaringan otak terdiri dari beberapa struktur utama yang saling berinteraksi dalam proses pengontrolan fungsi otak. Struktur-struktur ini meliputi korteks serebral (lapisan luar otak), hipotalamus (pengatur hormonal), amygdala (pengendali emosi), hipokampus (pengatur memori), dan banyak lagi.
Setiap struktur berguna dalam menyokong fungsi-fungsi kognitif, emosi, gerakan, pengamatan, dan berbagai aktivitas lainnya yang kita lakukan sehari-hari. Misalnya, korteks serebral berperan penting dalam pemecahan masalah, pengambilan keputusan, dan fungsi-fungsi pendukung kognitif. Hipotalamus membantu mengendalikan suhu tubuh, nafsu makan, dan reaksi hormonal, sementara amygdala berkontribusi dalam pengaturan respon emosional seperti ketakutan dan kegembiraan.
Mengakui peran dan pentingnya struktur-struktur ini dalam menjalankan fungsi otak memungkinkan kita untuk memahami betapa kompleksnya organ ini. Pengembangan pengetahuan tentang jaringan otak masih terus berlangsung, dan pemahaman yang lebih mendalam tentang hal ini dapat memberikan wawasan yang lebih baik dalam menjaga kesehatan mental dan merawat otak kita dengan tepat.
Baca juga: Sel Saraf Manusia Lebih Banyak Dibandingkan Bintang di Galaksi (warstek.com)
Jaringan otak memiliki koneksi dengan jaringan sinaps, yang terdiri dari jutaan jalur komunikasi antarsel dalam otak. Jaringan sinaps bertugas membantu memfasilitasi proses komunikasi antar seluler otak yang sangat penting dalam mengoperasikan berbagai fungsi otak.
Jaringan sinaps terdiri dari dua jenis sinaps, yaitu sinaps excitatory dan sinaps inhibitory. Sinaps excitatory meningkatkan aktivitas sel dalam otak, sementara sinaps inhibitory menurunkan aktivitas tersebut. Proses ini mengatur sejauh mana informasi dikirimkan dan diolah dalam otak.
Jaringan otak tidak hanya bertugas bekerja sebagai sistem terisolasi, tapi juga terhubung dan bekerja sama dengan sistem hormonal dan imun. Sistem hormonal terlibat dalam pengaturan tubuh secara keseluruhan melalui pelepasan hormon yang mempengaruhi aktivitas otak. Sementara itu, sistem kekebalan tubuh pun dapat mempengaruhi fungsi dan kesehatan otak melalui respons imun yang melibatkan peradangan.
Kombinasi jaringan otak dengan sistem sinaps, hormonal, dan imun membantu dalam mengendalikan fungsi serta kemampuan otak yang beragam. Jaringan otak memiliki peran penting dalam mengontrol persepsi sensorik, koordinasi gerakan, pemrosesan informasi, emosi, pembentukan memori, dan aspek-aspek kognitif lainnya.
Memahami bagaimana jaringan otak berinteraksi dengan sinaps, sistem hormonal, dan imun, bisa memberikan kita wawasan lebih untuk memahami kerumitan otak. Melalui pengetahuan ini, kita dapat lebih mengapresiasi kompleksitas otak dan pentingnya menjaga kesehatannya dengan menjaga keseimbangan hormon, menjaga sistem kekebalan tubuh yang sehat, serta menerapkan gaya hidup yang mendukung kesehatan otak secara keseluruhan.
Jaringan otak adalah sebuah sistem yang rumit dan berperan penting dalam mengontrol berbagai fungsi dan kemampuan otak. Setiap bagian dari jaringan otak memiliki peran khusus dalam menjalankan tugasnya. Melalui penelitian yang terus menerus, kita dapat memperoleh pemahaman yang lebih dalam tentang cara kerja jaringan otak ini.
Penelitian yang berfokus pada jaringan otak memberikan kontribusi penting dalam meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana otak berfungsi. Ini membantu mengungkap misteri di balik berbagai kemampuan dan proses yang dilakukan otak kita. Dalam mempelajari jaringan otak, para peneliti dapat melihat bagaimana berbagai bagian otak bekerja bersama-sama dalam mengolah informasi, mengambil keputusan, mengatur emosi, dan banyak lagi.
Dampak dari penelitian ini juga dirasakan dalam pengembangan terapi dan teknologi yang ditujukan untuk mengatasi berbagai masalah otak. Hasil penelitian ini dapat memberikan panduan bagi pengembangan terapi yang lebih efektif dalam memperbaiki gangguan fungsi otak, seperti penyakit Alzheimer, penyakit Parkinson, gangguan kecemasan, dan lainnya. Selain itu, pemahaman lebih dalam tentang jaringan otak juga dapat mendukung pengembangan teknologi seperti brain-machine interfaces dan neuroprosthetics yang menghubungkan otak dengan sistem luar untuk membantu orang dengan kecacatan motorik atau gangguan neurologis.
Dengan melanjutkan penelitian tentang jaringan otak, kita dapat terus mengembangkan pengetahuan dan pemahaman kita tentang organ ini yang begitu kompleks. Hal ini memberikan harapan untuk kemajuan lebih lanjut dalam bidang neurosains, pengobatan, dan teknologi yang berhubungan dengan otak.
Sekelompok peneliti dari University of Wisconsin-Madison telah berhasil membuat jaringan otak manusia menggunakan teknologi 3D Printing, yang bisa tumbuh dan berfungsi seperti otak normal. Penemuan ini menjadi angin segar bagi ilmuwan dan dokter di bidang Neurologi, termasuk memahami penyakit seperti Alzheimer dan Parkinson. Profesor Su-Chun Zhang yang merupakan pemimpin dari keberhasilan ini mengatakan penelitian tersebut bisa sangat membantu untuk memahami jaringan-jaringan yang ada di otak manusia.”Ini bisa menjadi model yang kuat untuk membantu kita memahami cara otak manusia berkomunikasi. Ini bisa mengubah cara kita melihat biologi sel induk, neurosains, dan penyakit saraf,” katanya dikutip detikINET dari Tech Explorist.
Berbeda dengan pencetakan 3D konvensional yang menumpuk lapisan secara vertikal, para peneliti menggunakan metode horizontal. Mereka menempatkan sel otak, khususnya neuron yang berasal dari sel induk pluripotent yang diinduksi dalam gel yang bernama ‘bio-ink‘ yang lebih lunak dibandingkan percobaan sebelumnya. Walaupun begitu, gel ini tetap memiliki struktur yang cukup untuk menjaga keutuhan jaringan dan cukup lunak untuk memungkinan neuron tumbuh dan saling berhubungan hingga membentuk koneksi. Kemudian, sel-sel tersebut disusun berdampingan seperti pensil yang diletakan di atas meja. Hasil penelitian ini luar biasa, karena sel-sel dalam jaringan otak yang dicetak 3D bisa berkomunikasi dengan efektif.
Peneletian tersebut mencetak korteks serebri dan striatum, dan apa yang kami temukan cukup mencolok. Bahkan ketika kami mencetak sel-sel yang berasal dari bagian-bagian otak yang berbeda, mereka masih dapat berbicara satu sama lain dengan cara yang sangat khusus. Di sisi lain sel yang terdapat dalam jaringan otak yang dicetak 3D ini mampu berkomunikasi secara efektif satu sama lain. Sel-sel yang dicetak membentang melalui medium sekitarnya sehingga menciptakan koneksi yang beraturan. Pola itu lah yang menghasilkan jaringan otak manusia.
Neuron berkomunikasi dan mengirim sinyal, berinteraksi melalui neurotransmitter, dan membentuk jaringan rumit termasuk koneksi dengan sel pendukung yang diintegrasikan ke dalam jaringan yang di cetak. Laboratorium ini sangat istimewa karena dapat menghasilkan hampir semua jenis neuron. Kemudian, dapat menyusunnya kapan saja dan dengan cara apapun yang di suka.Dengan pencapaian ini, Profesor Su-Chun Zhang berharap bisa terus melakukan penelitian dan mengembangkan lebih banyak hal. Teknologi ini juga bisa digunakan untuk mempelajari kondisi seperti Down Syndrome, Alzheimer, dan bahkan untuk mencari obat baru.
Aspek penting dari kemajuan ini adalah aksesibilitasnya bagi banyak laboratorium. Berbeda dengan beberapa metode lain, teknik ini tidak memerlukan peralatan khusus atau prosedur kultur jaringan yang kompleks untuk menjaga kesehatan jaringan. Ini dapat dipelajari secara menyeluruh menggunakan alat umum seperti mikroskop, teknik pencitraan standar, dan elektroda yang sudah umum di bidang ini. Meskipun pencapaian saat ini patut dicatat, para peneliti bertujuan untuk lebih mendalami kemungkinan spesialisasi. Mereka berencana untuk meningkatkan bio-ink mereka dan menyempurnakan peralatan mereka untuk memungkinkan orientasi sel yang spesifik dalam jaringan yang dicetak, membuka jalan baru untuk penelitian yang lebih terarah dan rinci.
REFERENSI:
Yan, Y., Li, X., Gao, Y., Mathivanan, S., Kong, L., Tao, Y., … & Zhang, S. C. (2024). 3D bioprinting of human neural tissues with functional connectivity. Cell Stem Cell, 31(2), 260-274.