Di mana sistem saraf tubuh manusia berada?, Anda mungkin akan menjawab "otak" atau "sumsum tulang belakang." Tetapi selain sistem saraf pusat, yang terdiri dari dua organ itu, tubuh kita juga mengandung saraf enterik sistem , lapisan dua lapisan dengan lebih dari 100 juta sel saraf yang membentang nyali dari kerongkongan ke rektum. Sistem saraf enterik telah disebut "otak kedua," dan itu dalam kontak konstan dengan yang ada di tengkorak kita. Itu sebabnya hanya memikirkan makanan dapat membuat perut Anda mulai mengeluarkan enzim, atau mengapa berpidato dapat membuat Anda merasa mual.
Sampai baru-baru ini, para ilmuwan berpikir dua sistem dikomunikasikan hanya melalui hormon yang diproduksi oleh sel-sel enteroendokrin yang tersebar di seluruh lapisan usus. Setelah merasakan makanan atau bakteri, sel-sel melepaskan utusan molekuler yang mendorong sistem saraf untuk memodulasi perilaku. Tetapi ternyata prosesnya mungkin jauh lebih langsung. Menariknya, ahli saraf otak-otak Universitas Duke Diego Bohórquez , seorang TED Fellow , telah menemukan bahwa beberapa sel enteroendokrin juga melakukan kontak fisik dengan sistem saraf enterik, membentuk sinapsis dengan saraf. Pengungkapan ini membuka pintu untuk memikirkan kembali bagaimana kita dapat memengaruhi sinyal-sinyal ini - dan suatu hari nanti mungkin mengubah cara kita memperlakukan berbagai kondisi seperti obesitas, anoreksia, sindrom iritasi usus, autisme dan PTSD.
Apa yang memicu minat Bohórquez pada koneksi usus-otak? Ayam.Setelah ia pindah ke AS dari Ekuador, posisi pertamanya adalah sebagai sarjana peneliti tamu di North Carolina State University, di mana ia bekerja di laboratorium nutrisi yang berfokus pada ayam. “Dalam produksi unggas, tantangan terbesar adalah memberi makan anak ayam penetasan sesegera mungkin sehingga burung dapat mencapai potensi pertumbuhan maksimum,” kata Bohórquez. “Penasihat PhD saya datang dengan ide untuk memberi makan anak-anak ayam di telur sebelum mereka menetas. Pemberian in-ovo ini terdiri dari mengantarkan enzim ke dalam cairan ketuban dari embrio tepat sebelum menetas. ”Bohórquez terkejut melihat bagaimana praktik ini mengubah apa yang dilakukan anak-anak ayam setelah menetas. “Ayam-ayam yang tidak makan keluar dari telur dan tidur selama lima atau enam jam. Tapi yang diberi makan di ovo langsung makan, ”katanya. "Mereka juga lebih waspada, menghabiskan waktu melihat-lihat, dan saling mematuk. Saya menjadi penasaran tentang bagaimana nutrisi yang dikonsumsi mengubah perilaku. "
Operasi bypass lambung seorang teman juga memicu rasa penasarannya. “Seorang teman berjuang melawan obesitas dan, sebagai upaya terakhir, memutuskan untuk menjalani operasi bypass lambung. Itu berhasil. Dia kehilangan banyak berat badan, dan itu menyembuhkan diabetesnya, ”kenangnya. “Tapi yang paling mengejutkan, persepsi tentang rasa berubah. Dia dulunya jijik dengan melihat kuning telur berair, tetapi setelah operasi, dia menginginkannya. ”Perubahan rasa seperti itu telah didokumentasikan dengan baik pada beberapa pasien yang telah menjalani operasi bariatrik, tetapi para ilmuwan tid tidak yakin bagaimana atau mengapa itu terjadi, kata Bohórquez. "Ini adalah subjek baru, tetapi memulihkan usus tampaknya secara fisik mengubah cara kita merasakan rasa makanan di otak."
Sementara para ilmuwan telah mengetahui bahwa nutrisi dirasakan dalam usus oleh sel-sel enteroendokrin, cara persisnya hal ini terjadi adalah keruh. Mereka mengerti bahwa ketika distimulasi, sel-sel enteroendokrin melepaskan hormon yang masuk ke aliran darah atau mengaktifkan saraf di sekitarnya untuk memengaruhi cara kita makan. "Fokus saya adalah mencari tahu bagaimana sinyal sensorik dari nutrisi diubah menjadi sinyal listrik yang mengubah perilaku," kata Bohórquez. Dia dan rekan-rekannya mulai mengamati sel-sel enteroendokrin dari dekat, menggunakan mikroskop elektron 3D. Pencitraan mereka dengan cara ini mengungkapkan struktur baru yang belum pernah terlihat sebelumnya. “ Ternyatasel-sel enteroendokrin tidak hanya memiliki mikrovili, atau tonjolan kecil, yang terpapar ke usus, tetapi mereka juga memiliki ekstensi seperti kaki, yang kami sebut sebagai neuropod, ”kata Bohórquez. "Menjadi jelas bahwa sel-sel enteroendokrin memiliki atribut fisik yang mirip dengan neuron, jadi kami bertanya-tanya apakah mereka juga terhubung dengan neuron."
Rahasia untuk melacak koneksi sinaptik: jenis khusus rabies.Kunci untuk menerangi proses ini adalah memasukkan sejumlah kecil virus rabies fluoresen yang dimodifikasi ke dalam usus tikus. "Rabies adalah virus yang menginfeksi neuron dan menyebar melalui koneksi sinaptik, jadi ketika digunakan dalam bentuk modifikasi yang hanya memungkinkannya untuk melompat satu neuron pada satu waktu, itu berguna untuk melacak sirkuit saraf," jelas Bohórquez. Tujuh hari setelah menjalani prosedur ini, sel-sel enteroendokrin usus tikus bercahaya hijau, menawarkan bukti bahwa sel-sel sensor memang berperilaku sebagai neuron. Bohórquez kemudian membesarkan tikus yang akan memungkinkan rabies pelacakan untuk membuat lompatan kedua. Ketika ia mengirim rabies yang melacak ke dalam usus tikus baru ini, sel-sel enteroendokrin dan saraf yang terhubung dengan mereka menyala.
Memetakan jalur komunikasi antara usus dan otak suatu hari nanti bisa membawa kita ke perawatan baru untuk gangguan dan kondisi. Sejumlah penyakit - autisme, obesitas, anoreksia, sindrom iritasi usus, penyakit radang usus, PTSD, dan stres kronis - berbagi gejala yang dikenal sebagai penginderaan visceral yang berubah, atau hiper atau hiposensitif terhadap rangsangan usus. "Misalnya, pengamatan klinis menunjukkan bahwa beberapa anak dengan anoreksia mungkin sangat sadar akan makanan yang mereka konsumsi sejak usia dini," kata Bohórquez. "Dalam keadaan normal, proses ini terjadi tanpa kesadaran spasial dan temporal yang terperinci, tetapi anak-anak itu dapat merasakan apa yang terjadi di sana, yang memicu perasaan cemas." Dengan pengetahuan ini, para ilmuwan dapat lebih memahami gangguan lain yang dianggap hanya bersifat psikologis saja. .
Bisakah sel-sel enteroendokrin kita mencium, merasakan, dan menyentuh? Mereka memiliki reseptor molekuler yang sama yang memungkinkan penginderaan mekanis, kimia, dan termal di hidung dan mulut Anda, kata Bohórquez. “Mekanisme ini baru mulai dipelajari, dan inilah tujuan penelitian.” Dan di luar usus, dia menunjukkan, selaput organ tubuh kita - termasuk paru-paru, prostat, dan vagina - semuanya memiliki sel sensor yang mirip dengan sel enteroendokrin. . "Eksplorasi di masa depan akan terus mengungkap bagaimana otak melihat sinyal dari organ-organ ini dan bagaimana mereka mempengaruhi perasaan kita," katanya.
http://blog.ed.ted.com/2018/04/30/a-scientist-explores-the-mysteries-of-the-gut-brain -koneksi/
Sampai baru-baru ini, para ilmuwan berpikir dua sistem dikomunikasikan hanya melalui hormon yang diproduksi oleh sel-sel enteroendokrin yang tersebar di seluruh lapisan usus. Setelah merasakan makanan atau bakteri, sel-sel melepaskan utusan molekuler yang mendorong sistem saraf untuk memodulasi perilaku. Tetapi ternyata prosesnya mungkin jauh lebih langsung. Menariknya, ahli saraf otak-otak Universitas Duke Diego Bohórquez , seorang TED Fellow , telah menemukan bahwa beberapa sel enteroendokrin juga melakukan kontak fisik dengan sistem saraf enterik, membentuk sinapsis dengan saraf. Pengungkapan ini membuka pintu untuk memikirkan kembali bagaimana kita dapat memengaruhi sinyal-sinyal ini - dan suatu hari nanti mungkin mengubah cara kita memperlakukan berbagai kondisi seperti obesitas, anoreksia, sindrom iritasi usus, autisme dan PTSD.
Apa yang memicu minat Bohórquez pada koneksi usus-otak? Ayam.Setelah ia pindah ke AS dari Ekuador, posisi pertamanya adalah sebagai sarjana peneliti tamu di North Carolina State University, di mana ia bekerja di laboratorium nutrisi yang berfokus pada ayam. “Dalam produksi unggas, tantangan terbesar adalah memberi makan anak ayam penetasan sesegera mungkin sehingga burung dapat mencapai potensi pertumbuhan maksimum,” kata Bohórquez. “Penasihat PhD saya datang dengan ide untuk memberi makan anak-anak ayam di telur sebelum mereka menetas. Pemberian in-ovo ini terdiri dari mengantarkan enzim ke dalam cairan ketuban dari embrio tepat sebelum menetas. ”Bohórquez terkejut melihat bagaimana praktik ini mengubah apa yang dilakukan anak-anak ayam setelah menetas. “Ayam-ayam yang tidak makan keluar dari telur dan tidur selama lima atau enam jam. Tapi yang diberi makan di ovo langsung makan, ”katanya. "Mereka juga lebih waspada, menghabiskan waktu melihat-lihat, dan saling mematuk. Saya menjadi penasaran tentang bagaimana nutrisi yang dikonsumsi mengubah perilaku. "
Operasi bypass lambung seorang teman juga memicu rasa penasarannya. “Seorang teman berjuang melawan obesitas dan, sebagai upaya terakhir, memutuskan untuk menjalani operasi bypass lambung. Itu berhasil. Dia kehilangan banyak berat badan, dan itu menyembuhkan diabetesnya, ”kenangnya. “Tapi yang paling mengejutkan, persepsi tentang rasa berubah. Dia dulunya jijik dengan melihat kuning telur berair, tetapi setelah operasi, dia menginginkannya. ”Perubahan rasa seperti itu telah didokumentasikan dengan baik pada beberapa pasien yang telah menjalani operasi bariatrik, tetapi para ilmuwan tid tidak yakin bagaimana atau mengapa itu terjadi, kata Bohórquez. "Ini adalah subjek baru, tetapi memulihkan usus tampaknya secara fisik mengubah cara kita merasakan rasa makanan di otak."
Sementara para ilmuwan telah mengetahui bahwa nutrisi dirasakan dalam usus oleh sel-sel enteroendokrin, cara persisnya hal ini terjadi adalah keruh. Mereka mengerti bahwa ketika distimulasi, sel-sel enteroendokrin melepaskan hormon yang masuk ke aliran darah atau mengaktifkan saraf di sekitarnya untuk memengaruhi cara kita makan. "Fokus saya adalah mencari tahu bagaimana sinyal sensorik dari nutrisi diubah menjadi sinyal listrik yang mengubah perilaku," kata Bohórquez. Dia dan rekan-rekannya mulai mengamati sel-sel enteroendokrin dari dekat, menggunakan mikroskop elektron 3D. Pencitraan mereka dengan cara ini mengungkapkan struktur baru yang belum pernah terlihat sebelumnya. “ Ternyatasel-sel enteroendokrin tidak hanya memiliki mikrovili, atau tonjolan kecil, yang terpapar ke usus, tetapi mereka juga memiliki ekstensi seperti kaki, yang kami sebut sebagai neuropod, ”kata Bohórquez. "Menjadi jelas bahwa sel-sel enteroendokrin memiliki atribut fisik yang mirip dengan neuron, jadi kami bertanya-tanya apakah mereka juga terhubung dengan neuron."
Rahasia untuk melacak koneksi sinaptik: jenis khusus rabies.Kunci untuk menerangi proses ini adalah memasukkan sejumlah kecil virus rabies fluoresen yang dimodifikasi ke dalam usus tikus. "Rabies adalah virus yang menginfeksi neuron dan menyebar melalui koneksi sinaptik, jadi ketika digunakan dalam bentuk modifikasi yang hanya memungkinkannya untuk melompat satu neuron pada satu waktu, itu berguna untuk melacak sirkuit saraf," jelas Bohórquez. Tujuh hari setelah menjalani prosedur ini, sel-sel enteroendokrin usus tikus bercahaya hijau, menawarkan bukti bahwa sel-sel sensor memang berperilaku sebagai neuron. Bohórquez kemudian membesarkan tikus yang akan memungkinkan rabies pelacakan untuk membuat lompatan kedua. Ketika ia mengirim rabies yang melacak ke dalam usus tikus baru ini, sel-sel enteroendokrin dan saraf yang terhubung dengan mereka menyala.
Memetakan jalur komunikasi antara usus dan otak suatu hari nanti bisa membawa kita ke perawatan baru untuk gangguan dan kondisi. Sejumlah penyakit - autisme, obesitas, anoreksia, sindrom iritasi usus, penyakit radang usus, PTSD, dan stres kronis - berbagi gejala yang dikenal sebagai penginderaan visceral yang berubah, atau hiper atau hiposensitif terhadap rangsangan usus. "Misalnya, pengamatan klinis menunjukkan bahwa beberapa anak dengan anoreksia mungkin sangat sadar akan makanan yang mereka konsumsi sejak usia dini," kata Bohórquez. "Dalam keadaan normal, proses ini terjadi tanpa kesadaran spasial dan temporal yang terperinci, tetapi anak-anak itu dapat merasakan apa yang terjadi di sana, yang memicu perasaan cemas." Dengan pengetahuan ini, para ilmuwan dapat lebih memahami gangguan lain yang dianggap hanya bersifat psikologis saja. .
Bisakah sel-sel enteroendokrin kita mencium, merasakan, dan menyentuh? Mereka memiliki reseptor molekuler yang sama yang memungkinkan penginderaan mekanis, kimia, dan termal di hidung dan mulut Anda, kata Bohórquez. “Mekanisme ini baru mulai dipelajari, dan inilah tujuan penelitian.” Dan di luar usus, dia menunjukkan, selaput organ tubuh kita - termasuk paru-paru, prostat, dan vagina - semuanya memiliki sel sensor yang mirip dengan sel enteroendokrin. . "Eksplorasi di masa depan akan terus mengungkap bagaimana otak melihat sinyal dari organ-organ ini dan bagaimana mereka mempengaruhi perasaan kita," katanya.
http://blog.ed.ted.com/2018/04/30/a-scientist-explores-the-mysteries-of-the-gut-brain -koneksi/
