Otak Selama Tidur Berperilaku Mengingat

Selasa, 9 Oktober 2012 - "Neuron-neuron entorhinal menunjukkan aktivitas persisten, berperilaku layaknya mereka mengingat sesuatu sekalipun di bawah pengaruh anestesi saat tikus tak bisa merasakan atau membaui atau mendengar apapun."

---

Para peneliti dari Universitas California, Los Angeles (UCLA) untuk pertama kalinya mengukur aktivitas suatu area dalam otak yang sedang tertidur, yaitu area yang terlibat dalam pembelajaran, memori dan penyakit Alzheimer. Mereka menemukan bahwa bagian otak ini berprilaku layaknya sedang mengingat sesuatu, bahkan di bawah pengaruh anestesi; sebuah temuan yang bertentangan dengan teori-teori sebelumnya tentang konsolidasi memori selama tidur.
Tim riset secara simultan mengukur aktivitas neuron-neuron tunggal dari beberapa bagian otak yang terlibat dalam pembetukan memori. Teknik ini memungkinkan mereka menentukan bagian otak mana yang mengaktifkan area-area otak lainnya dan bagaimana aktivasi tersebut menyebar, kata penulis senior studi Mayank R. Mehta, profesor neurofisika di departemen neurologi, neurobiologi, fisika dan astronomi UCLA.
Secara khusus, Mehta bersama timnya mengamati tiga area terkoneksi dalam otak tikus, yaitu otak baru atau neokorteks, otak tua atau hippocampus, dan otak perantara yang menghubungkan otak baru dan tua. Dalam studi sebelumnya telah ditunjukkan bahwa dialog antara otak tua dan otak baru selama tidur merupakan hal penting bagi pembentukan memori, namun studi tersebut tidak menyelidiki kontribusi dari korteks entorhinal dalam dialog tersebut, yang berubah menjadi pengganti permainan, kata Mehta. Tim risetnya menemukan bahwa korteks entorhinal menunjukkan apa yang disebut sebagai aktivitas persisten, yang diduga memediasi pengerjaan memori selama dalam kondisi sadar, misalnya saat seseorang berusaha mengingat sesuatu, seperti nomor telepon atau arah jalan.
“Kejutan besarnya, jenis aktivitas persisten ini terjadi selama tidur, hampir sepanjang waktu,” kata Mehta. “Hasil studi ini secara keseluruhan masih baru dan mengejutkan. Faktanya, aktivitas persisten mirip-pengerjaan memori ini terjadi pada korteks entorhinal sekalipun di bawah pengaruh anestesi.”
Studi ini muncul dalam edisi online jurnal Nature Neuroscience.
Temuan ini sangat penting karena sepertiga hidup manusia diisi dengan tidur, dan kekurangan tidur bisa menghasilkan dampak yang merugikan bagi kesehatan, termasuk kesulitan dalam hal pembelajaran dan memori.
Sebelumnya pernah ditunjukkan bahwa neokorteks dan hippocampus saling “berkomunikasi” satu sama lain, dan diyakini komunikasi ini berperan penting dalam membangun memori, atau disebut konsolidasi memori. Namun, tak ada yang mampu mengeinterpretasi pembicaraan tersebut.
“Saat Anda bersiap tidur, Anda bisa membuat kamar menjadi gelap dan sunyi, dan meskipun tak ada masukan indrawi, otak tetap sangat aktif,” kata Mehta. “Kami ingin tahu kenapa itu bisa terjadi dan bagian-bagian mana saja dalam otak yang saling berkomunikasi satu sama lain.”
Mehta beserta timnya mengembangkan sistem monitor yang sangat sensitif, yang memungkinkan mereka mengikuti aktivitas-aktivitas neuron dari masing-masing tiga bagian otak tersebut secara simultan, termasuk aktivitas sebuah neuron tunggal. Hal ini memungkinkan para peneliti mengurai secara tepat komunikasi-komunikasi yang terjadi, sekalipun neuron-neuron tersebut tampak tenang. Kemudian mereka mengembangkan analisis matematis canggih untuk mengurai komunikasi yang kompleks.
Selama tidur, neokorteks surut menjadi pola gelombang yang lambat sekitar 90 persen pada waktu itu. Selama periode tersebut, ativitasnya berfluktuasi pelan antara keadaan aktif dan tidak aktif tiap detiknya. Mehta beserta timnya berfokus pada korteks entorhinal, yang memiliki banyak bagian.
Bagian luar korteks entorhinal merefleksikan aktivitas neokortikal. Namun bagian dalamnya berperilaku berbeda. Saat neokorteks menjadi non-aktif, neuron-neuron pada bagian dalam korteks entorhinal bertahan dalam keadaan aktif, sama halnya di kala mereka mengingat sesuatu yang baru saja “dikatakan” neokorteks, sebuah fenomena yang disebut sebagai aktivitas persisten spontanitas. Selanjutnya, para peneliti menemukan bahwa ketika bagian dalam korteks entorhinal spontan menjadi persisten, ia mendorong neuron hippocampus menjadi sangat aktif. Di lain sisi, saat neokorteks menjadi aktif, hippocampus menjadi lebih tenang. Data ini menghadirkan interpretasi yang jelas tentang komunikasi tersebut.
“Selama tidur, ketiga bagian otak itu saling berkomunikasi satu sama lain dalam cara yang sangat kompleks,” katanya. “Neuron-neuron entorhinal menunjukkan aktivitas persisten, berperilaku layaknya mereka mengingat sesuatu sekalipun di bawah pengaruh anestesi saat tikus tak bisa merasakan atau membaui atau mendengar apapun. Luar biasanya, aktivitas persisten ini terkadang bertahan lebih dari satu menit, suatu skala waktu yang besar dalam aktivitas otak, yang umumnya berubah dalam skala per seribu perdetik.
Temuan ini menantang teori-teori komunikasi otak selama tidur, yang menyatakan bahwa hippocampus-lah yang mengkomunikasikan, atau mendorong, neokorteks. Temuan Mehta ini setidaknya mengindikasikan adanya aktor ketiga dalam dialog yang kompleks tersebut, yaitu korteks entorhinal, yang berperilaku seperti halnya mengingat sesuatu. Korterks tersebut, pada gilirannya, mendorong hippocampus selagi pola-pola aktivitas lain membuatnya tidak aktif.
“Ini merupakan cara yang sama sekali baru dalam memikirkan teori konsolidasi memori. Kami menemukan adanya pemeran baru dalam proses tersebut dan hal itu berdampak sangat besar,” kata Mehta. “Dan apa yang dilakukan pemain ketiga ini adalah karena didorong oleh neokorteks, bukan hippocampus. Hal ini menunjukkan bahwa apapun yang terjadi selama tidur tidak ada yang terjadi seperti yang kita duga sebelumnya. Ada pemain lagi yang terlibat sehingga dialog menjadi jauh lebih kompleks, dan arah komunikasi ini bertentangan dengan apa yang sudah kita pikirkan.”
Mehta berteori bahwa proses ini terjadi selama tidur sebagai cara untuk merapikan memori dan menghapus informasi tak penting yang diproses selama seharian. Hal ini menghasilkan memori-memori penting yang bisa terakses secara lebih mudah dan menonjol. Sebagai catatan, penyakit Alzheimer dimulai di dalam korteks entorhinal dan pasien mengalami masalah tidur. Jadi, temuan Mehta ini memiliki implikasi dalam arena tersebut.
“Hasil studi ini menyajikan bukti langsung pertama bagi aktivitas persisten pada neuron-neuron lapisan korteks entorhinal medial secara in vivo, serta mengungkap kontribusinya terhadap interaksi cortico-hippocampal, yang bisa terlibat dalam pengerjaan memori dan pembelajaran pada urutan panjang tingkah laku selama berperilaku, serta konsolidasi memori selama tidur,” demikian pernyataan dalam studi ini.
Studi ini didanai oleh Yayasan Whitefall, Institut Kesehatan Nasional, National Science Foundation, Yayasan W.M. Keck, Kementerian Pendidikan dan Riset Jerman serta Max Planck Society.

Kredit: Universitas California, Los Angeles (UCLA), Health Sciences
Jurnal: Thomas T G Hahn, James M McFarland, Sven Berberich, Bert Sakmann, Mayank R Mehta. Spontaneous persistent activity in entorhinal cortex modulates cortico-hippocampal interaction in vivo. Nature Neuroscience, 07 October 2012; DOI: 10.1038/nn.3236
http://www.faktailmiah.com/2012/10/09/otak-selama-tidur-berperilaku-mengingat.html

Read More

Belajar Bahasa Asing Membuat Otak Bertumbuh

Selasa, 9 Oktober 2012 - Bagian-bagian otak yang mengalami pertambahan ukuran adalah hippocampus serta tiga area di dalam korteks cerebral.

---

Di Akademi Interpreter Angkatan Bersenjata Swedia, para rekrutan muda mempelajari bahasa baru dalam waktu yang sangat cepat. Dengan mengukur otak mereka sebelum dan sesudah pelatihan bahasa, sekelompok peneliti memiliki peluang yang hampir unik untuk mengamati apa yang terjadi pada otak ketika kita mempelajari bahasa baru dalam waktu singkat.
Pada Akademi Interpreter Angkatan Bersenjata Swedia di kota Uppsala, para pemuda yang berbakat dalam hal bahasa berawal dari ketidakmampuan berbahasa asing, seperti bahasa Arab, Rusia atau Dari, hingga menjadi lancar berbahasa asing hanya dalam jangka waktu 13 bulan. Dari pagi hingga sore, berhari-hari dan berminggu-minggu, para rekrutan ini belajar pada tingkat kecepatan yang tidak terdapat di tempat kursus lainnya.
Para peneliti menggunakan para mahasiswa di bidang kedokteran dan ilmu kognisi dari Universitas Umeå sebagai kelompok kontrol; para mahasiswa ini yang juga belajar keras tapi bukan mempelajari bahasa asing. Kedua kelompok, kontrol maupun bahasa, kemudian diberikan pemindaian MRI sebelum dan sesudah masa belajar selama tiga periode.
Hasilnya, struktur otak pada kelompok kontrol tidak mengalami perubahan, sedangkan bagian otak tertentu pada kelompok bahasa justru mengalami pertumbuhan. Bagian-bagian otak yang mengalami pertambahan ukuran adalah hippocampus — sebuah struktur di kedalaman otak yang terlibat dalam pembelajaran materi baru dan navigasi spasial — serta tiga area di dalam korteks cerebral.
“Kami terkejut bahwa bagian-bagian otak yang berbeda berkembang ke dalam derajat yang berbeda tergantung pada seberapa baik siswa menjalaninya dan seberapa besar upaya yang dilakukan dalam mengikuti kursus,” kata Johan Mårtensson, seorang peneliti psikologi asal Universitas Lund, Swedia.
Para siswa yang mengalami pertumbuhan lebih besar pada hippocampus dan area-area korteks cerebral, terkait dengan pembelajaran bahasa (girus temporal superior), selanjutnya memiliki kemampuan berbahasa yang lebih baik dibanding siswa lainnya. Pada siswa ini mengalami pertumbuhan pada wilayah motor korteks cerebral (girus frontal tengah), dan pada waktu selanjutnya memberi kemudahan bagi mereka dalam mempelajari bahasa serta berbagai pengembangan sesuai dengan kinerjanya.
“Sekalipun kami tidak bisa membandingkan studi bahasa intensif selama tiga bulan ini dengan menjadi bilingual dalam seumur hidup, ada banyak hal yang menunjukkan bahwa belajar bahasa asing merupakan cara yang baik dalam mempertahankan bentuk otak,” kata Mårtensson.

Kredit: Universitas Lund
Jurnal: Johan Mårtensson, Johan Eriksson, Nils Christian Bodammer, Magnus Lindgren, Mikael Johansson, Lars Nyberg, Martin Lövdén. Growth of language-related brain areas after foreign language learning. NeuroImage, 2012; 63 (1): 240 DOI: 10.1016/j.neuroimage.2012.06.043
http://www.faktailmiah.com/2012/10/09/belajar-bahasa-asing-membuat-otak-bertumbuh.html

Read More

Serangga Menjadi Pendorong Utama Evolusi dan Keragaman Tanaman

Jumat, 5 Oktober 2012 - "Kelimpahan dan daya saing populasi tanaman mengalami perubahan. Evolusi dapat mengubah ekologi dan fungsi organisme serta keseluruhan ekosistem."

---

Riset terbaru dari Universitas Toronto Mississauga (UTM) mengenai dampak serangga terhadap populasi tanaman telah menunjukkan bahwa evolusi dapat terjadi lebih cepat dari perkiraan sebelumnya, bahkan dalam satu generasi. Studi ini dipublikasikan dalam Science edisi 5 Oktober.
“Para ilmuwan telah lama berhipotesis bahwa interaksi antara tanaman dan serangga telah membawa begitu banyak keragaman yang bisa kita lihat di antara tanaman, termasuk tanaman pertanian, namun hingga sekarang kita masih memiliki keterbatasan bukti eksperimental langsung,” kata Marc Johnson, Asisten Profesor di Departemen Biologi UTM. “Riset ini mengisi celah mendasar pada pemahaman kita tentang bagaimana seleksi alam oleh serangga menyebabkan perubahan evolusioner pada tanaman sebagaimana mereka beradaptasi, serta menunjukkan betapa cepatnya perubahan-perubahan itu bisa terjadi di alam.”
Johnson bersama rekan-rekannya dari Universitas Cornell, Universitas Montana dan Universitas Turku di Finlandia, menanam evening primrose, suatu tanaman yang umumnya mereproduksi diri dan menghasilkan keturunan identik secara genetis, ke dalam dua set plot. Masing-masing plot awalnya berisi 60 tanaman dari 18 genotipe yang berbeda (tanaman yang mengandung set mutasi yang berbeda-beda).
Untuk menguji apakah serangga mendorong evolusi pertahanan tanaman tersebut, salah satu set plot disimpan bebas dari serangga dengan aplikasi insektisida dua mingguan secara teratur selama masa penelitian. Sedangkan set plot lainnya menerima serangga dalam tingkat yang alami.
Plot-plot tersebut dibiarkan bertumbuh tanpa gangguan lain selama lima tahun. Setiap tahun, Johnson beserta rekan-rekannya menghitung jumlah dan jenis tanaman yang memenuhi plot. Mereka juga menganalisis frekuensi perubahan genotipe evening primrose yang berbeda-beda serta sifat-sifat yang terkait dengan genotipe tersebut.

Seekor ulat ngengat evening primrose (Schinia florida) melahap tunas bunga evening primrose biasa (Oenothera biennis). Ngengat-ngengat ini secara eksklusif memakan bunga dan buah-buahan dari evening primrose dan dalam menanggapi seleksi alam yang diakibatkan oleh hal ini dan ngengat spesialis lainnya, populasi evening primrose di kemudian hari mengembangkan bunga serta memproduksi tingkat tinggi bahan kimia beracun yang disebut ellagitannins dalam buah-buahan mereka. Evolusi ini efektif mengurangi kerusakan organ reproduksi tanaman tersebut beserta keturunannya. (Kredit: Marc Johnson)

Johnson mengungkapkan bahwa evolusi, yang hanya merupakan perubahan frekuensi genotipe dari waktu ke waktu, diamati pada semua plot setelah hanya dalam satu generasi. Populasi tanaman mulai menyimpang secara signifikan dalam menanggapi serangan serangga dalam sedikitnya tiga hingga empat generasi. Misalnya, tanaman yang tidak dikenai insektisida mengalami peningkatan frekuensi genotipe yang terkait dengan tingkat bahan kimia beracun yang lebih tinggi dalam buah-buahan, yang membuat mereka terasa enak bagi benih ngengat predator. Tanaman yang berbunga belakangan, sehingga terhindar dari serangga predator, juga meningkat frekuensinya.
Johnson mengatakan temuan ini juga menunjukkan bahwa evolusi mungkin menjadi mekanisme penting yang menyebabkan perubahan ekosistem secara keseluruhan. “Sebagaimana populasi tanaman ini berevolusi, sifat mereka mengubah dan mempengaruhi interaksi mereka dengan serangga dan spesies tanaman lainnya, yang pada gilirannya dapat mengembangkan adaptasi untuk mengatasi perubahan tersebut,” kata Johnson. “Kelimpahan dan daya saing populasi tanaman mengalami perubahan. Evolusi dapat mengubah ekologi dan fungsi organisme serta keseluruhan ekosistem.”
Perubahan ekologis tambahan terjadi dalam plot ketika serangga sudah disingkirkan. Tanaman pesaing, seperti dandelion, memasuki kedua set plot tersebut namun lebih berlimpah pada plot tanpa serangga. Hal ini pada gilirannya mengurangi jumlah tanaman evening primrose. Dandelion yang lebih banyak menggunakan sumber dan juga berpotensi mencegah cahaya untuk mencapai benih evening primrose, mempengaruhi perkecambahan biji. Menurut Johnson, perubahan ekologis merupakan hasil dari tekanan dari ulat ngengat yang suka memakan dandelion.
“Apa yang ditunjukkan dalam penelitian ini adalah bahwa perubahan dalam populasi-populasi tanaman ini bukan hasil dari pergeseran genetik, melainkan secara langsung karena seleksi alam oleh serangga pada tanaman,” kata Johnson. “Hal ini juga menunjukkan seberapa cepat perubahan evolusioner dapat terjadi – tidak lebih dari ribuan tahun, tetapi selama bertahun-tahun, dan semuanya terjadi di sekitar kita.”
Kredit: Universitas Toronto
Jurnal: A. A. Agrawal, A. P. Hastings, M. T. J. Johnson, J. L. Maron, J.-P. Salminen. Insect Herbivores Drive Real-Time Ecological and Evolutionary Change in Plant Populations. Science, 2012; 338 (6103): 113 DOI: 10.1126/science.1225977
http://www.faktailmiah.com/2012/10/05/serangga-menjadi-pendorong-utama-evolusi-dan-keragaman-tanaman.html

Read More

Gelombang Otak Selaras Memegang Ingatan Tentang Benda yang Baru Dilihat

Selasa, 20 November 2012 - Otak mengandung ingatan tentang apa yang baru saja dilihat dengan menyelaraskan gelombang otak dalam rangkaian ingatan kerja, sebagaimana ditunjukkan oleh sebuah studi hewan oleh National Institutes of Health.

---

Charles Gray, Ph.D., dari Montana State University, Bozeman, dari  National Institute of Mental Health (NIMH), dan koleganya melaporkan temuan ini tanggal 1 November 2012 secara online di jurnal   Science Express.

“Penelitian ini menunjukkan, untuk pertama kalinya, kalau ada informasi mengenai ingatan jangka pendek tercermin dalam gelombang otak yang selaras,” jelas Gray.

 “Masalah besar neurosains adalah memahami bagaiman dan dimana informasi disandi di otak. Studi ini memberikan lebih banyak bukti kalau osilasi listrik skala besar di sepanjang daerah-daerah otak dapat membawa informasi ingatan visual,” kata direktur NIMH   Thomas R. Insel, M.D.

Sebelum studi ini, para ilmuan telah mengamati pola selaras aktivitas listrik antara dua hub rangkaian setelah seekor monyet melihat sebuah benda, namun tidak yakin apakah sinyal ini sungguh-sunggu mewakili ingatan visual jangka pendek tersebut di otak. Saat itu, diduga kalau osilasi syaraf tersebut lebih berperan seperti polisi lalu-lintas, mengarahkan informasi sepanjang jalan raya otak.

 Untuk mengetahui lebih jauh,  Gray, Rodrigo Salazar Ph.D., dan Nick Dotson dari Montana State serta Steven Bressler, Ph.D., dari Florida Atlantic University, Boca Raton, merekam sinyal listrik dari sekelompok sel syaraf di kedua hub dari dua monyet yang melakukan tugas mengingat kerja visual. Untuk memperoleh hadiah, monyet harus mengingat sebuah benda – atau lokasinya – yang mereka lihat sebentar pada layar komputer dan mencocokkannya dengan benar. Para peneliti menduga melihat letusan keselarasan saat periode tunda segera setelah objek tersebut hilang dari layar, ketika monyet harus mempertahankan informasi tersebut sementara dalam pikirannya.

Derajat aktivitas keselarasan, atau koherensi, antar sel di daerah tersebut di plot untuk berbagai benda yang dilihat monyet.

Gelombang otak dari banyak sel syaraf di kedua hub, yaitu korteks prefrontal dan korteks parietal posterior, terselaraskan dalam berbagai derajat – tergantung identitas benda. Ini dan bukti lainnya menunjukkan kalau sel syaraf di hub ini bersifat selektif untuk fitur tertentu dalam bidang pandang dan kalau penyelarasan di rangkaian membawa informasi spesifik isi yang dapat menyumbang pada ingatan kerja visual.

 Para peneliti juga menemukan kalau korteks parietal lebih berpengaruh daripada korteks prefrontal dalam mengendalikan proses ini. Sebelumnya, banyak peneliti menduga kalau laju penembakan satu sel syaraf di korteks prefrontal, pelaksana eksekusi otak, adalah pemain utama dalam ingatan kerja.

 Karena osilasi diselaraskan antara populasi sel berbeda dari rangsangan visual, secara teori mungkin untuk menentukan jawaban yang benar untuk tugas penyesuaian yang dilakukan monyet dengan semata hanya membaca gelombang otak mereka. Begitu juga, keselarasan antara populasi sel di kedua hub juga berbeda antar lokasi. Jadi lokasi informasi visual, seperti identitas benda, juga tampak diwakilkan oleh gelombang otak selaras. Kembali, para peneliti sebelumnya menduga kalau fungsi ini sebagian besar berhubungan dengan laju penembakan sel syaraf.

 Jadi temuan baru ini dapat membalik teori yang telah ada.

Selain NIMH, penelitian ini juga didukung oleh   National Institute on Neurological Disorders and Stroke (NINDS).

Sumber berita:

 NIH/National Institute of Mental Health.

Referensi jurnal:

R. F. Salazar, N. M. Dotson, S. L. Bressler, C. M. Gray. Content-Specific Fronto-Parietal Synchronization During Visual Working Memory. Science, 2012; DOI: 10.1126/science.1224000

Read More

Ilmuwan Mengungkap Hormon yang Mendorong Perilaku Sosial pada Ikan

Kamis, 11 Oktober 2012 - "Hormon ini meningkatkan kemampuan respon terhadap informasi sosial dan bisa berlaku sebagai suatu ikatan sosial yang penting."

---

Para peneliti telah menemukan bahwa formula oksitosin — hormon yang bertanggung jawab untuk membuat manusia menjadi jatuh cinta — memiliki persamaan efek seperti yang dimiliki ikan, menunjukkan bahwa hormon ini merupakan regulator utama bagi perilaku sosial yang telah berevolusi dan bertahan sejak zaman purba.
Penemuan ini, yang dipublikasikan dalam edisi terbaru jurnal Animal Behaviour, membantu menjawab pertanyaan evolusioner yang penting: mengapa beberapa spesies mengembangkan perilaku sosial yang kompleks sementara spesies lainnya lebih banyak menghabiskan waktunya sendirian?
“Kita tahu bagaimana hormon ini berefek pada manusia,” kata Adam Reddon, pemimpin riset dan lulusan Departemen Psikologi, Ilmu Saraf & Perilaku Universitas McMaster. “Ini berkaitan dengan cinta, monogami, bahkan perilaku yang beresiko, namun belum begitu diketahui efeknya pada ikan.”
Secara khusus, para peneliti memeriksa ikan Neolamprologus pilcher, spesies sangat sosial yang ditemukan di Danau Tanganyika, Afrika.
Ikan-ikan ini tergolong tak biasa karena mereka membentuk kelompok-kelompok sosial permanen berdasarkan pasangan kawin yang dominan dan banyak yang membantu merawat anak-anak serta mempertahankan kawasan mereka.
Untuk melakukan percobaan, para peneliti menyuntikkan isotosin pada ikan — oksitosin “versi ikan” — atau mengontrol larutan garam.
Saat ditempatkan di kawasan persaingan dengan rival, ikan ini menjadi lebih agresif terhadap musuh yang lebih besar. Namun saat ditempatkan pada kelompok besar, ikan ini menjadi lebih patuh saat menghadapi agresi dari anggota kelompok yang lebih dominan. Sinyal ini penting bagi spesies tersebut karena menenangkan anggota dominan dalam sebuah kelompok, kata para peneliti.
“Hormon ini meningkatkan kemampuan respon terhadap informasi sosial dan bisa berlaku sebagai suatu ikatan sosial yang penting,” kata Reddon, “Ini memastikan ikan untuk menangani konflik dengan baik dan mempertahankan kekompakan kelompok karena akan mengurangi dan mempersingkat perkelahian yang merugikan.”
“Kami sudah tahu bahwa kelas neuropeptida ini merupakan kelas purba dan ditemukan pada hampir semua kelompok vertebrata,” kata Sigal Balshine, seorang profesor di Departemen Psikologi, Ilmu Saraf & Perilaku. “Hal yang khususnya menarik adalah dukungan temuan ini pada gagasan bahwa fungsi hormon ini, yaitu sebagai modulator perilaku sosial, juga telah dilestarikan.”
Kredit: Universitas McMaster
Jurnal: Adam R. Reddon, Constance M. O’Connor, Susan E. Marsh-Rollo, Sigal Balshine. Effects of isotocin on social responses in a cooperatively breeding fish. Animal Behaviour, 2012; 84 (4): 753 DOI: 10.1016/j.anbehav.2012.07.021

Read More

Ikan Spesies Baru , Ikan Obama

 Ikan Spesies Baru, Ikan Obama

TENNESSEE, KOMPAS.com - Spesies baru biasanya dinamai berdasarkan keunikan, nama penemu ataupun lokasi penemuannya. Tapi, spesies ikan baru yang ditemukan di Amerika Serikat dinamai dengan cara berbeda. Spesies baru ikan ini "terhormat", dinamai dengan nama Barack Obama.

Lengkapnya, nama spesies ikan baru tersebut adalah Etheostoma obama. Ikan ini merupakan jenis endemik sungai Duck dan Buffalo di Tennessee. Berdasarkan taksonominya, ikan ini masuk golongan ikan darter (anak panah), golongan ikan yang mampu melesat cepat di perairan.

"Kami memilih presiden Obama karena kepemimpinannya dalam bidang lingkungan, terutama soal energi dan perlindungan lingkungan dan dia salah satu presiden pertama yang menggunakan konservasi dan perlindungan lingkungan sebagai visi global," kata Layman seperti dikutip Scientific American, Jumat (30/11/2012).

Steve Layman dari Geosyntec Consultants di Kennesaw, Georgia dan Rick Mayden dari Saint Louis University di Missouri menemukan spesies ikan ini setelah menganalisis spesies ikan Etheostoma stigmaeum, yang ternyata  spesies kompleks dan sebenarnya bisa dibagi menjadi 9 spesies.

E. obama disebut pula darter warna warni karena kenampakannya yang indah. Ikan ini didominasi warna oranye yang terang dan bintik biru. Pejantan ikan ini bisa berukuran 4,8 cm sementara betinanya memilberukuran 4,3 cm.

Selain ikan obama, peneliti juga menemukan empat jenis ikan lainnya yang dinamai berdasarkan nama presiden dan wakil presiden Amerika Serikat. Spesies ikan tersebut adalah Etheostoma gore (dari nama Al Gore), Etheostoma jimmycarter (dari nama Jimmy Carter), Etheostoma teddyroosevelt (dari nama Theodore Rosevelt) dan Etheostoma clinton (dari nama Bill Clinton).

Sumber :

Scientific American

 

 

Penulis : Yunanto Wiji Utomo | Minggu, 2 Desember 2012 | 16:57 WIB

Read More

Ilmuwan Mengontrol Bentuk Materi dalam Terapi Nanopartikel DNA

Senin, 15 Oktober 2012 - "Partikel berbentuk cacing menghasilkan ekspresi gen dalam sel-sel hati 1.600 kali lebih banyak dibanding yang dihasilkan dua bentuk lainnya."

---

Para peneliti dari Universitas Johns Hopkins dan Northwestern telah menemukan cara untuk mengontrol bentuk nanopartikel yang berfungsi memindahkan DNA dalam tubuh, serta menunjukkan bahwa bentuk-bentuk penghantar ini bisa membuat perbedaan besar dalam hal pengobatan kanker dan berbagai penyakit lainnya.
Studi yang dipublikasikan pada 12 Oktober dalam jurnal Advanced Materials ini juga patut menjadi perhatian karena teknik terapi gen ini tidak harus memanfaatkan virus untuk menghantarkan DNA ke dalam sel. Beberapa upaya terapi gen yang bergantung pada virus mengandung berbagai resiko kesehatan.
“Nanopartikel ini bisa menjadi kendara penghantar yang lebih aman dan efektif untuk terapi gen, menargetkan berbagai penyakit genetik, kanker serta penyakit-penyakit lain yang bisa disembuhkan dengan pengobatan gen,” kata Hai-Quan Mao, profesor ilmu dan teknik material di Sekolah Teknik Whiting Johns Hopkins.
Mao telah mengembangkan nanopartikel nonviral untuk terapi gen selama satu dekade. Pendekatannya melibatkan pengkompresian potongan-potongan DNA yang sehat dalam lapisan polimer pelindung. Partikel-partikel ini dirancang untuk menghantarkan muatan genetiknya hanya setelah partikel ini bergerak melewati aliran darah dan memasuki sel-sel yang menjadi sasaran. Dalam sel-sel tersebut, polimer mengurangi dan melepaskan DNA. Dengan menggunakan DNA ini sebagai pola dasar, maka sel-sel tersebut dapat memproduksi protein fungsional yang mampu memerangi penyakit.

Ilustrasi ini menggambarkan molekul-molekul DNA (hijau muda), dikemas ke dalam nanopartikel dengan menggunakan polimer dalam dua segmen yang berbeda. Satu segmennya (hijau gelap) membawa muatan positif yang mengikatnya pada DNA, dan segmen lainnya (cokelat) membentuk lapisan pelindung pada permukaan partikel. Dengan menyesuaikan pelarut yang mengelilingi molekul-molekul ini, para peneliti Johns Hopkins dan Northwestern mampu mengontrol bentuk nanopartikel. Tes hewan yang dilakukan tim riset menunjukkan bahwa bentuk nanopartikel secara dramatis dapat mempengaruhi seberapa efektif penghantaran terapi gen ke dalam sel. Gambar pada latar depan, meskipun diperoleh dari model komputasi, nyaris sesuai dengan gambar latar belakang abu-abu, yang dikumpulkan melalui mikroskop elektron transmisi. (Kredit: Wei Qu, Universitas Northwestern, gambar simulasi; Xuan Jiang, Universitas Johns Hopkins, gambar mikroskopis)

Sebuah kemajuan besar dalam pekerjaan ini adalah kemampuan para peneliti “menyetel” partikel-partikel dalam tiga bentuk; batang, cacing serta bulatan, yang meniru bentuk dan ukuran partikel-partikel virus. “Kami bisa mengamati bentuk-bentuk itu dalam laboratorium, tapi kami tidak sepenuhnya memahami mengapa mereka mengasumsikan bentuk-bentuk itu dan bagaimana cara mengontrol prosesnya dengan baik,” kata Mao. Pertanyaan-pertanyaan ini penting karena sistem pengiriman DNA yang ia bayangkan mungkin memerlukan bentuk-bentuk spesifik yang seragam.
Untuk mengatasi masalah ini, sekitar tiga tahun lalu Mao mencari bantuan dari rekan-rekannya di Northwestern. Sementara Mao bekerja di laboratorium tradisionalnya yang serba basah, para peneliti di Northwestern merupakan pakar dalam melakukan eksperimen serupa dengan menggunakan model komputer yang canggih.
Erik Luijten, profesor ilmu dan teknik material serta matematika terapan di Sekolah Teknik dan Ilmu Terapan McCormick Universitas Northwestern dan sebagai penulis pendamping dalam makalah, memimpin analisis komputasi pada temuan-temuan tersebut untuk menentukan mengapa nanopartikel diformasikan ke dalam bentuk-bentuk yang berbeda.
“Simulasi komputer dan model teoritis kami telah memberi pemahaman mekanistik, mengidentifikasi apa yang bertanggung jawab atas perubahan bentuk tersebut,” kata Luijten. “Kami kini dapat memprediksi secara tepat bagaimana memilih komponen nanopartikel jika ada yang mengingini bentuk tertentu.”
Penggunaan model komputer memungkinkan tim Luijten untuk meniru percobaan laboratorium tradisional dalam waktu yang jauh lebih cepat. Simulasi dinamika molekul ini dilakukan pada Quest, sistem komputasi berkinerja tinggi dari Northwestern. Komputasi ini begitu rumit sehingga beberapa di antaranya memerlukan 96 prosesor komputer yang bekerja secara bersamaan dalam satu bulan.
Dalam makalah mereka, para peneliti juga ingin menunjukkan pentingnya bentuk partikel dalam menghantarkan terapi gen. Para anggota tim riset melakukan tesnya pada hewan, kesemuanya menggunakan bahan partikel yang sama dan DNA yang sama. Satu-satunya perbedaan adalah pada bentuk partikel: batang, cacing dan bulatan.
“Partikel berbentuk cacing menghasilkan ekspresi gen dalam sel-sel hati 1.600 kali lebih banyak dibanding yang dihasilkan dua bentuk lainnya,” kata Mao. “Artinya, produksi nanopartikel dalam bentuk ini bisa menjadi cara yang lebih efisien untuk menghantarkan terapi gen ke dalam sel-sel tersebut.”
Bentuk-bentuk partikel yang digunakan dalam penelitian ini diformasi lewat cara mengemas DNA dengan polimer dan mengeksposnya ke berbagai pengenceran pelarut organik. Penolakan DNA terhadap pelarut, dengan bantuan rancangan polimer dari tim riset, menyebabkan nanopartikel berkontraksi menjadi bentuk tertentu dengan sebuah “perisai” di seputar materi genetik untuk melindunginya dari penghapusan oleh sel-sel kekebalan.
Dana awal untuk penelitian ini berasal dari Institut NanoBioTeknologi Johns Hopkins. Riset kemitraan Johns Hopkins-Northwestern memperoleh dukungan pendanaan dari National Institutes of Health.

Kredit: Johns Hopkins
Jurnal: Xuan Jiang, Wei Qu, Deng Pan, Yong Ren, John-Michael Williford, Honggang Cui, Erik Luijten, Hai-Quan Mao. Plasmid-Templated Shape Control of Condensed DNA-Block Copolymer Nanoparticles. Advanced Materials, 2012; DOI: 10.1002/adma.201202932

Read More