Neuroplasticity dan Neurogenesis

NEUROPLASTICITY DAN NEUROGENESIS

Oleh: Mas Gunggung


Penuaan menyebabkan perubahan fungsional pada Hippocampus, struktur otak yang penting dalam proses belajar. Hippocampus merupakan bagian dari Sistem Limbik yang berperan penting dalam konsolidasi informasi dari memori jangka pendek hingga memori jangka panjang, dan memori spasial yang memungkinkan navigasi. Area otak yang disebut dengan Sistem Limbik yang ketika diberikan dua jenis stimulus yang mirip namun akan bereaksi secara berbeda.

Hippocampus akan bereaksi secara berbeda pada kondisi Stres atau Tantangan. Pada dasarnya antara Stres dan Tantangan tidaklah jauh berbeda. Keduanya memiliki kesamaan yakni terjadinya peningkatan tekanan terhadap suatu peristiwa atau kejadian yang dianggap berat oleh otak. Namun menariknya adalah bahwa antara Stres dan Tantangan memberikan jalur aktivasi yang berbeda pada Sistem Limbik.

Otak, apabila dilihat dengan menggunakan Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) pada kondisi istirahat maka akan terbagi menjadi 2 (dua) jaringan besar yakni sebagai berikut:

  1. Default Mode Network (DMN), merupakan kondisi dimana area spesifik otak secara konsisten akan lebih aktif pada saat istirahat dan dinonaktifkan pada saat sedang menjalankan sebuah pekerjaan/kegiatan tertentu.
  2. Task Positive Network (TPN), merupakan kondisi dimana area spesifik otak secara konsisten lebih aktif pada saat sedang mengerjakan sebuah pekerjaan/kegiatan tertentu. Terdiri dari beberapa sub-network yakni Salience Network, Dorsal Attention Network, dan Executive Network (Left Executive Network dan Right Executive Network).

CEO merupakan istilah yang dipergunakan untuk menunjukkan suatu kondisi dimana bagian-bagian pada otak saling terhubung satu sama lain dan menghasilkan suatu kejadian atau kondisi yang diteruskan ke seluruh tubuh. Ia merupakan jenis kemampuan fungsional eksekutif (kanan dan kiri) dalam menyatukan semua peran otak menjadi satu kesatuan untuk kemudian dianggap sebagai sebuah realita baru yang dilakukan secara wajar oleh otak saat dalam kondisi normal (DMN).

Ketika Sistem Limbik diberikan stimulus berupa Tantangan maka CEO akan aktif meningkatkan seluruh fungsi koordinasi semua bagian otak menjadi lebih aktif. Sebaliknya, ketika Sistem Limbik diberikan stimulus berupa Stres maka CEO akan menjadi non aktif dan jalur yang semula menjadi aktif pada seluruh bagiannya terkondisikan untuk aktif hanya pada salah satu bagian dan kemudian langsung turun menuju batang otak dan mengaktifkan jalur HPA (hypothalamic–pituitary–adrenal) dan selanjutnya melakukan reaksi kimia dalam proses terjadinya stres.

Antara Stres dan Tantangan sebenarnya tidak berbeda secara substansial, namun perbedaan cara mensikapi keduanya ternyata menghasilkan kondisi otak yang sangat jauh berbeda.

Otak manusia laksana sungai, bukan batu.

Dalam otak ada kondisi yang disebut dengan Neuroplasticity dan Neurogenesis. Neuroplasticity mengacu pada kemampuan otak untuk mengubah dan menyambungkan syaraf pada dirinya sendiri sebagai respon dari sebuah stimulus yang dihasilkan dari pembelajaran dan pengalaman. Sedangkan Neurogenesis adalah kemampuan untuk membuat syaraf baru dan hubungan antar syaraf tersebut.

Pada rentang usia 13 hingga 85 tahun, terjadi kehilangan pada fungsi sebagian Hippocampus sebesar 52% dan semakin meningkat seiring usia. Pada penderita Alzheimer (termasuk di dalamnya Pikun), Hippocampus merupakan area yang pertama kali mengalami kerusakan. Cirinya, sering terjadi kehilangan memori jangka pendek dan sering mengalami disorientasi (lokasi dan benda).

Kemampuan untuk belajar menurun seiring usia. Pada usia sepuh, berdasarkan uji imaging menunjukkan bahwa Hippocampus mengalami penurunan. Jika dilihat pada level sel dari sisi kontak sinapsis, kekuatan sinapsis, dan kelenturannya berkurang seiring usia. Penurunan ini dapat dicegah melalui latihan fisik.

Pada sebuah studi yang melibatkan scan MRI otak dari 55 orang sepuh yang rajin olahraga fisik dalam bentuk lari akan lebih sedikit mengalami kehilangan syaraf dibandingkan mereka yang hanya duduk dan merenungi nasib.

Pada studi lain yang menggunakan jenis latihan Intermittent Hypoxic (IH) menunjukkan hasil yang juga sangat baik dalam bentuk peningkatan neurogenesis pada Hippocampus ketika melakukan latihan yang disimulasikan pada ketinggian 3000mdpl hingga 5000mdpl. Semakin ketinggian ditingkatkan maka peningkatan neurogenesis semakin meningkat (hingga 40%) dan bahkan meningkatkan kadar anti depresan.

Ketinggian 3000mdpl dan 5000mdpl itu jika dilihat dari sisi tekanan oksigen yakni 68% hingga 53%. Apabila seseorang mampu berlatih dan bertahan pada kondisi Oksigen 50% saja itu artinya tubuhnya sedang terkondisikan untuk berlatih pada ketinggian 5500mdpl. Pengukuran ini dapat menggunakan Oximeter untuk melihat sejauh mana seseorang mampu bertahan pada kondisi tekanan oksigen yang semakin rendah*.

Maka, bergeraklah. Carilah aktivitas. Berkumpullah membentuk komunitas yang aktif. Dan belajarlah hal-hal baru yang akan merangsang peningkatan neurogenesis dan neuroplasticity. Semoga dengan demikian otak akan terlindungi dari penurunan fungsi dan kehilangan syaraf.

Kemudian jangan jadikan penyikapan hati terhadap kondisi-kondisi yang tidak menyenangkan diri (eksternal maupun internal) sebagai sesuatu yang menyebabkan stres melainkan jadikan tantangan untuk selalu meningkatkan kemampuan diri dan memperbaiki diri terus menerus.

Semoga bermanfaat.

Salam hangat,
MG

Catatan: *jangan dilakukan tanpa bimbingan

Daftar Referensi:
[1]. Exercise Enhances Learning and Hippocampal Neurogenesis in Aged Mice. Henriette van Praag, Tiffany Shubert, Chunmei Zhao, and Fred H. Gage. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1360197/)
[2]. Regionally specific loss of neurons in the aging human hippocampus. West MJ. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8367010/)
[3]. Aerobic fitness reduces brain tissue loss in aging humans. Colcombe SJ, Erickson KI, Raz N, Webb AG, Cohen NJ, McAuley E, Kramer AF. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12586857/)
[4]. Intermittent Hypoxia Promotes Hippocampal Neurogenesis and Produces Antidepressant-Like Effects in Adult Rats. Xin-Hong Zhu, Hua-Cheng Yan, Jie Zhang, Hong-Da Qu, Xing-Sheng Qiu, Liang Chen, Shu-Ji Li, Xiong Cao, Jonathan C. Bean, Long-Hua Chen, Xi-He Qin, Ji-Hong Liu, Xiao-Chun Bai, Lin Mei and Tian-Ming Gao. (http://www.jneurosci.org/content/30/38/12653)
[5]. Altitude. (https://alpinrunning.org/altitude/)
[6]. Protective effects of intermittent hypoxia on brain and memory in a mouse model of apnea of prematurity. Myriam Bouslama, Homa Adle-Biassette, Nelina Ramanantsoa, Thomas Bourgeois, Bieke Bollen, Olivier Brissaud, Boris Matrot, Pierre Gressens, and Jorge Gallego. (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2015.00313/full)
[7]. Modulatory interactions between the default mode network and task positive networks in resting-state. Xin Di and Bharat B. Biswal. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4017816/)
[8]. Mapping the self in the brain’s default mode network. Christopher G.Davey, Jesus Pujol, Ben J.Harrison. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1053811916001294)
[9]. Does the Perception that Stress Affects Health Matter? The Association with Health and Mortality. Abiola Keller, Kristin Litzelman, Lauren E. Wisk, Torsheika Maddox, Erika Rose Cheng, Paul D. Creswell, and Whitney P. Witt. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3374921/)

About MG

He is martial artist in Pencak Silat Merpati Putih. He develops health and wealth program in pencak silat based on breathing exercises which called "Napas Ritme". Individuals who are not scientists or engineers, but believe in the importance of science.

View all posts by MG →