Sebuah penelitian menemukan bahwa otak cacing jantan dapat mengaktifkan ingatan yang saling bertentangan, namun perilakunya didorong oleh ingatan yang lebih bermanfaat. Penelitian ini menyoroti bagaimana otak memprioritaskan informasi, menawarkan wawasan tentang kondisi seperti PTSD.
Sebuah studi baru yang dilakukan oleh peneliti UCL mengungkapkan bahwa dua ingatan yang saling bertentangan dapat diaktifkan secara bersamaan di otak cacing, meskipun hanya satu ingatan yang secara langsung mempengaruhi perilaku hewan tersebut.
Dalam makalah yang diterbitkan di Biologi Saat Inipara peneliti menunjukkan bagaimana dorongan seks hewan terkadang melebihi kebutuhan makan saat menentukan perilaku, saat mereka menyelidiki apa yang terjadi ketika cacing mencium bau yang dikaitkan dengan pengalaman baik (kawin) dan pengalaman buruk (kelaparan).
Para ilmuwan berusaha memahami bagaimana otak hewan menentukan apakah sesuatu yang ditemuinya baik atau buruk, dan bagaimana hal ini menentukan respons hewan tersebut.
Mereka menemukan bahwa dengan mengkondisikan cacing jantan untuk memiliki asosiasi positif dan negatif dengan suatu bau, kedua ingatan tersebut akan diaktifkan ketika cacing mencium bau tersebut, namun hanya satu yang akan berdampak pada perilaku hewan tersebut.
Para peneliti mengatakan temuan mereka dapat diselidiki lebih lanjut untuk mendapatkan wawasan tentang kondisi kesehatan di mana proses ini salah, seperti pada gangguan stres pasca-trauma (PTSD), di mana ingatan yang seharusnya tetap laten (tidak aktif) masih mempengaruhi perilaku dan emosi secara bermasalah.
Penulis utama Dr. Arantza Barrios (UCL Cell & Developmental Biology) mengatakan: “Untuk penelitian kami, kami melihat ke dalam otak cacing jantan, untuk memahami mekanisme seluler atau molekuler yang menentukan apakah memori tertentu berdampak pada perilaku. Bagian penting dari cara kita belajar adalah otak kita mampu beradaptasi dengan informasi baru dan mengesampingkan asosiasi sebelumnya.”
Susana Colinas Fischer (UCL Cell & Developmental Biology) yang merupakan salah satu penulis pertama menambahkan: “Dengan memahami apa yang dipikirkan seekor cacing yang sangat kecil, kita dapat mempelajari lebih lanjut tentang proses yang mendasari pola berpikir kita yang lebih kompleks.”
Menyelidiki Pengambilan Keputusan Perilaku di Worms
Penelitian dilakukan dengan laki-laki C. elegans cacing gelang, a jenis cacing dengan panjang 1mm yang sangat umum digunakan sebagai model organisme dalam penelitian ilmiah. Cacing-cacing tersebut dihadirkan dengan bau yang menarik bagi mereka, yang menurut para peneliti mirip dengan seseorang yang mencium aroma makan malam yang lezat.
Dalam serangkaian percobaan, para peneliti memodifikasi preferensi cacing terhadap bau dan memantau perilaku serta aktivitas otak mereka.
Naluri cacing untuk mendekati bau tersebut ditimpa dengan pengondisian permusuhan, di mana cacing merasakan bau tersebut bersamaan dengan hukuman kelaparan. Para peneliti kemudian berusaha untuk mengesampingkan penghindaran yang dipelajari ini dengan pengondisian lebih lanjut, dimana bau tersebut muncul bersamaan dengan pasangan betina dan beberapa pengalaman seksual, sehingga cacing jantan mengembangkan hubungan positif baru dengan bau tersebut.
Peran Otak dalam Ingatan yang Bertentangan
Analisis tersebut mengidentifikasi sirkuit sel-sel otak yang mewakili hubungan positif dan negatif dengan hal-hal yang pernah ditemui hewan sebelumnya, berpusat pada neuropeptida tertentu (pembawa pesan kimiawi di otak) yang menyimpan ingatan akan kelaparan dan hubungan perkawinan dengan bau. .
Para peneliti menemukan bahwa pada cacing yang telah dikondisikan untuk mengasosiasikan bau dengan kelaparan dan perkawinan, kedua ingatan tersebut diaktifkan di otak. Namun hanya satu di antaranya – hubungan perkawinan – yang masih menyebabkan cacing mendekati bau tersebut.
Para peneliti mengatakan hal ini menunjukkan bahwa prospek imbalan kawin mengalahkan prospek hukuman kelaparan, meskipun kedua ingatan tersebut tetap utuh – sementara cacing tidak lagi menghindari baunya, ingatan negatif tentang kelaparan masih terwakili dalam aktivitas otak.
Rekan penulis pertama Dr. Laura Molina-García (UCL Cell & Developmental Biology) mengatakan: “Kami menemukan bahwa bahkan pada hewan dengan otak yang sangat kecil seperti cacing gelang, dua ingatan yang saling bertentangan dapat diaktifkan pada saat yang sama. dengan satu memori yang memengaruhi perilaku dan satu memori tersisa yang laten.
“Cara otak hewan secara fleksibel mewakili sesuatu yang sebagian baik dan sebagian buruk membantunya belajar dan beradaptasi dengan informasi baru. Dengan memahami bagaimana beberapa ingatan dapat mengesampingkan ingatan lain yang saling bertentangan, kami berharap dapat memberikan informasi kepada penelitian untuk menangani maladaptasi dari proses ini seperti pada PTSD.”
Referensi: “Konflik selama pembelajaran mengkonfigurasi ulang representasi saraf dari valensi positif dan perilaku pendekatan” oleh Laura Molina-García, Susana Colinas-Fischer, Sergio Benavides-Laconcha, Lucy Lin, Emma Clark, Neythen J. Treloar, Blanca García-Minaur-Ortíz , Milly Butts, Chris P. Barnes dan Arantza Barrios, 14 November 2024, Biologi Saat Ini.
DOI: 10.1016/j.cub.2024.10.024
Penelitian ini didukung oleh Royal Society, Wellcome, dan Leverhulme Trust.
