Ketika mengenang kejadian di masa lalu, kita biasanya mengulang kembali dalam urutan yang tepat sebagaimana hal itu terjadi. Kebanyakan dari kita mungkin menganggap aktivitas ini biasa saja dan tidak ada yang spesial, tapi kemampuan otak mengodekan peristiwa dalam urutan temporal—lalu menggambarkannya sebagai ingatan berurutan di kemudian hari—masih menjadi misteri.
Tim ilmuwan yang dipimpin Leila Reddy, ahli saraf di Pusat Penelitian Otak dan Kognisi (CerCo) Prancis, kini mengisolasi sejumlah jalur saraf di otak yang merekam dan mengingat kembali urutan waktu.
Reddy dan rekan-rekan secara saksama memantau aktivitas otak pasien ketika mereka menyelesaikan tugas yang membutuhkan memori berurutan. Hasilnya “menunjukkan representasi waktu yang kuat di hipokampus (struktur yang tertanam jauh di dalam otak),” tulis peneliti dalam karya ilmiah yang terbit dalam Journal of Neuroscience.
Selain menjelaskan proses kompleks organisasi temporal di dalam otak, penelitian baru ini juga bisa membantu pasien yang mengalami masalah ingatan dan kesulitan memproses waktu.
“Hipokampus penting untuk menilai urutan temporal peristiwa, dan kerusakan pada hipokampus dapat mengakibatkan penurunan memori untuk urutan temporal (misalnya seperti mengingat urutan daftar item),” Reddy menerangkan lewat email. “Karena itulah kita perlu memahami bagaimana informasi temporal digambarkan dalam otak, sehingga dapat menentukan intervensi atau perawatan untuk mengurangi defisit memori.”
Penelitian terdahulu yang dilakukan pada tikus mengisyaratkan neuron hipokampus atau “sel waktu” adalah pusat pengalaman dan ingatan waktu. Akan tetapi, masih belum diketahui seberapa mirip sel waktu pada hewan pengerat dengan neuron di otak manusia.
Untuk mengetahuinya, tim Reddy mempersiapkan dua eksperimen berbentuk tugas yang bertujuan merekam neuron tunggal di otak manusia. Masalahnya, tingkat resolusi saraf ini hanya dapat dicapai dengan menanamkan elektroda ke dalam otak, yang mustahil dilakukan pada manusia dalam kondisi normal. Itulah sebabnya peneliti menanyakan kesediaan pasien epilepsi, yang menerima implan untuk alasan medis yang tidak berkaitan dengan studi, untuk menjadi sukarelawan.
“Pasien menderita epilepsi parah yang kebal terhadap obat dan sedang menunggu operasi,” tutur Reddy. “Salah satu prosedur yang dilakukan sebelum operasi yaitu memasukkan elektroda ke dalam otak untuk memantau aktivitas kejang. Begitu elektroda tertanam, kami menanyakan kesediaan pasien untuk berpartisipasi dalam eksperimen singkat kami, dan kami merekam dari neuron tunggal untuk menguji hipotesis yang berbeda.”
Pada percobaan pertama, tim Reddy meminta sembilan pasien untuk mengingat urutan gambar dari bunga, burung sampai Barack Obama. Peserta menyaksikan urutannya berulang kali. Peneliti akan menghentikan percobaannya sesaat secara acak, lalu meminta pasien menyebutkan gambar berikutnya secara berurutan. Respons saraf peserta dipantau, mengungkapkan bahwa sel-sel dalam otak bekerja pada saat-saat tertentu sepanjang eksperimen.
Pada percobaan kedua, enam pasien menghafal urutan gambar yang sama dan mengantisipasi gambar berikutnya dalam pola. Tapi kali ini, Reddy dan rekan-rekan sesekali menghentikan urutan selama 10 detik dan tidak memberikan umpan balik lainnya. Selama jeda singkat itu, ketika pasien menunggu rentetan gambar dilanjutkan, sel waktu dalam otak tetap aktif memproses pengalaman temporal meskipun kekurangan rangsangan atau peristiwa eksternal.
“Melihat bukti pengodean temporal ketika peserta mempelajari daftar item secara berurutan [seperti yang diperlihatkan dalam percobaan pertama] saja sudah menarik,” ujar Reddy. Akan tetapi, temuan bahwa sel waktu masih aktif pada saat tertentu selama periode jeda menunjukkan “representasi aliran waktu internal atau inheren tidak didorong oleh peristiwa di dunia luar,” imbuhnya.
“Kami juga menemukan, kami bisa memecahkan kode atau membaca interval temporal pasien dengan mengamati seluruh kelompok neuron (bukan hanya neuron tunggal saja),” kata Reddy.
Temuan ini mendukung bukti kuat sel waktu hipokampus pada tikus, dan menunjukkan otak manusia ternyata juga menggunakan bagian otak ini untuk memproses urutan dan menyimpan ingatan periodik.
“Dalam waktu dekat, penting bagi kita untuk memahami ketepatan temporal ketika informasi temporal tampak dalam neuron-neuron ini,” lanjutnya. Misalnya, apakah sel waktu mengodekan peristiwa dengan durasi panjang dan pendek? Bisakah sel waktu beradaptasi dengan skala temporal berbeda tergantung pada konteksnya?
Tim Reddy berharap bisa menjawab pertanyaan-pertanyaan ini dengan percobaan baru yang semakin mempersempit proses rumit yang menopang pemahaman kita akan waktu.
“Saya rasa yang harus dilakukan yaitu memahami bagaimana ingatan dikodekan,” kata Reddy. “Memori episodik khususnya adalah memori tentang apa yang terjadi, serta kapan dan di mana kejadiannya. Sel waktu dapat menyediakan tumpuan yang mewakili ‘kapan’. Bukti yang muncul menunjukkan, neuron hipokampus yang sama mungkin juga mengodekan ‘di mana’ dan ‘apa’, memberikan kerangka kerja yang lebih luas untuk mengodekan ingatan.”
“Memahami mekanisme pengodean waktu dan ingatan akan menjadi area penelitian yang penting,” simpulnya.
