Cara gelombang otak pandu pembentukan memori

Jakarta (ANTARA News) - Hasil studi terkini para ilmuwan syaraf di Massachusetts Institute of Technology (MIT) Amerika Serikat menambahkan bukti bahwa gelombang-gelombang otak berperan kritis dalam komunikasi antarbagian otak yang berbeda.

Para peneliti menunjukkan bahwa dua daerah otak yang menjadi kunci pembelajaran, hippocampus dan prefrontal cortex, menggunakan dua frekuensi gelombang otak berbeda untuk berkomunikasi ketika otak belajar menghubungkan dua objek yang tak berkaitan.

Setiap kali otak benar menghubungkan objek, gelombang-gelombang berosilasi pada frekuensi lebih tinggi, yang disebut beta, dan ketika tebakannya salah gelombang-gelombang berosilasi pada frekuensi lebih rendah yang disebut theta.

"Itu seperti kau main game komputer dan dapat ding ketika benar dan dengungan ketika salah. Dua area otak ini memainkan 'not' yang berbeda untuk tebakan tebakan benar dan tebakan salah," kata Earl Miller dari Picower Professor of Neuroscience, anggota Picower Institute for Learning and Memory MIT, dan penulis senior makalah tentang temuan itu di Nature Neuroscience edisi 23 Februari.

Seperti dilansir laman resmi MIT, para peneliti mengatakan bahwa osilasi ini selanjutnya bisa menguatkan dugaan benar dan menekan dugaan salah, membantu otak mempelajari informasi baru.

Sinyal benar dan salah

Miller dan penulis utama hasil studi itu, Scott Brincat, ilmuwan riset di Picower Institute, menguji aktivitas dalam otak ketika membentuk satu jenis memori yang disebut memori eksplisit, memori untuk fakta-fakta dan kejadian.

Ini meliputi hubungan antara hal-hal seperti nama-nama dan wajah-wajah, atau antara satu lokasi dan kejadian yang terjadi di sana.

Selama tugas belajar, binatang ditunjukkan sepasang gambar dan secara bertahap mereka belajar, coba-coba, gambar-gambar mana yang berpasangan. Setiap respons benar diberi sinyal penghargaan.

Saat para peneliti merekam gelombang otak pada hippocampus dan prefrontal cortex selama tugas ini, mereka melihat bahwa gelombang-gelombang terjadi pada frekuensi berbeda tergantung pada apakah respons yang diberikan benar atau salah.

Ketika tebakannya benar, gelombang terjadi pada frekuensi beta, sekitar sembilan sampai 16 hertz (siklus per detik). Ketika salah, gelombang berosilasi di frekuensi theta, sekitar dua sampai enam hertz.

Studi sebelumnya yang dilakukan Mark Bear dari MIT, juga anggota Picower Institute, menemukan bahwa stimulasi neuron-neuron otak di frekuensi beta menguatkan koneksi antar neuron sementara stimulasi neuron-neuron di frekuensi theta melemahkan koneksi.

Miller yakin hal yang sama terjadi selama tugas belajar ini.

"Ketika binatang menebak benar, otak mendengung pada not jawaban benar, dan bahwa frekuensi menambah penguatan hubungan," katanya.

"Ketika binatang menebak tidak benar, dengungan 'salah' mendengung, dan bahwa frekuensi itu melemahkan hubungan, jadi pada dasarnya memberi tahu otak untuk melupakan apa yang baru saja dilakukan."

Temuan-temuan itu mewakili langkah utama dalam mengungkap bagaimana memori terbentuk, kata Howard Eichenbaum, direktur Center for Memory and Brain di Boston University.

"Studi ini menawarkan cerita yang sangan spesifik, rinci, tentang peran arah aliran berbeda, yang mengirim informasi kepada siapa, pada frekuensi berapa dan bagaimana umpan balik itu memberi kontribusi pada pembentukan memori," kata Eichenbaum, yang bukan bagian dari tim peneliti itu.

Studi itu juga menyoroti pentingnya gelombang otak dalam fungsi kognitif.

"Gelombang otak telah diabaikan selama puluhan tahun dalam ilmu syaraf. Dianggap sebagai dengungan mesin mobil," kata Miller.

"Apa yang kami temukan lewat percobaan ini dan yang lainnya adalah bahwa gelombang-gelombang otak ini mungkin infrastruktur yang mendukung komunikasi syaraf," katanya.

Para peneliti sekarang menyelidiki apakah mereka bisa mempercepat proses belajar dengan mengirimkan stimulasi elektrik yang berosilasi di frekuensi beta ketika jawaban benar diberikan dan frekuensi thetha jawaban tidak benar diberikan.

"Idenya adalah bahwa kau membuat tebakan benar terasa lebih benar bagi otak dan tebakan salah terasa lebih salah," kata Miller.