Mengapa orang buta bawaan menunjukkan aktivitas di area pemrosesan visual di otak

Ringkasan: Studi tersebut mengungkapkan perubahan struktural dalam konektivitas di talamus ke area otak lain pada individu dengan kebutaan bawaan dan memberikan bukti plastisitas otak. Area talamus yang terhubung ke lobus oksipital pada orang buta lebih lemah dan lebih kecil, memungkinkan peningkatan koneksi di korteks temporal.

Sumber: IDOR

Baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal ilmiah Pemetaan otak manusiaSebuah penelitian di Brasil telah mengidentifikasi untuk pertama kalinya reorganisasi struktur anatomi di otak orang dengan kebutaan bawaan.

Penelitian ini dilakukan oleh D’Or Institute of Research and Education (IDOR), Universitas Federal Rio de Janeiro (UFRJ) dan Pusat Oftalmologi Khusus, Brasil.

Beberapa dekade yang lalu, studi ilmiah melaporkan penemuan aneh bahwa orang yang lahir buta dapat mengaktifkan wilayah pemrosesan visual otak, korteks oksipital, saat terlibat dalam aktivitas non-visual, seperti membaca. B. membaca dalam huruf Braille (sistem bahasa taktil). .

Studi-studi ini adalah bukti lebih lanjut dari sesuatu yang disebut plastisitas otak, yang merupakan kemampuan otak untuk mengatur kembali hubungannya untuk menghadapi kesulitan. Proses ini dapat melibatkan sejumlah modifikasi struktural seperti B. pengembangan jalur saraf baru atau reorganisasi koneksi yang ada.

“Tak lama setelah kita lahir, kita dihadapkan pada rangsangan yang diterima oleh indera kita yang merupakan dasar untuk menentukan sirkuit otak. Ini juga saat otak kita berada dalam transformasi besar.

“Secara teknis, kita mungkin berpikir bahwa korteks oksipital tidak berfungsi pada orang yang lahir buta, tapi kita tahu bukan itu masalahnya. Ini diaktifkan. Apa yang tidak kami pahami adalah proses struktural di baliknya,” jelas Dr. Fernanda Tovar-Moll, penulis studi saat ini dan Presiden IDOR.

Dalam penelitian tersebut, teknik pencitraan resonansi magnetik digunakan untuk menganalisis konektivitas struktural di otak manusia dan mengeksplorasi kemungkinan koneksi saraf alternatif. Gambar saraf dari 10 orang dengan kebutaan bawaan dan pembaca braille dibandingkan dengan kelompok kontrol yang terdiri dari 10 orang dengan penglihatan utuh.

Setelah analisis terperinci, para ilmuwan mengamati perubahan struktural dalam konektivitas di thalamus, struktur di diencephalon, wilayah tengah otak yang menerima, memproses, dan mendistribusikan informasi yang ditangkap oleh indera utama manusia – seperti penglihatan, pendengaran, dan sentuhan – ke daerah otak yang berbeda.

“Plastisitas telah menjadi fokus penelitian kelompok kami selama bertahun-tahun, dan dalam kasus plastisitas lintas modal pada orang buta bawaan, di mana area otak yang jauh mewakili komunikasi ini, kami menduga bahwa fenomena tersebut berasal dari thalamus, karena itu mempengaruhi struktur otak bertanggung jawab untuk menghubungkan beberapa daerah kortikal, dan mungkin merupakan daerah yang sedikit berubah di sirkuit aksonal [part of the neuron responsible for conducting electrical impulses] bisa menghubungkan korteks yang jauh, ”komentar ahli saraf itu.

Penelitian juga mengamati bahwa area talamus yang didedikasikan untuk koneksi dengan korteks oksipital (penglihatan) lebih kecil dan lebih lemah pada individu buta, memberi jalan untuk koneksi dengan korteks temporal (pendengaran), yang dibandingkan dengan mereka sebelumnya. diamati lebih kuat pada orang tanpa gangguan penglihatan. Ini berarti korteks visual tidak hanya diaktifkan, tetapi juga diresapi dengan koneksi yang memperhalus indra lain seperti pendengaran dan sentuhan.

Ini adalah pertama kalinya studi manusia menggambarkan pemetaan alternatif dalam konektivitas talamus ke korteks oksipital dan temporal, dan reorganisasi plastik ini mungkin merupakan mekanisme yang dapat menjelaskan bagaimana rangsangan non-visual mencapai korteks visual dan mengaktifkan orang buta dari kelahiran.

“Studi neuroimaging memungkinkan kita menavigasi struktur otak dan lebih memahami keragaman plastisitas otak, yang juga dapat membuka jalan bagi penemuan seperti inisiatif rehabilitasi visual baru,” tambah Dr. Tovar-Moll menambahkan dan menginformasikan bahwa kelompok penelitiannya masih terlibat dalam studi lebih lanjut dengan orang buta bawaan, di mana mereka memeriksa adaptasi fungsional plastisitas otak selain struktur dalam populasi ini.

Tentang berita ini dari penelitian ilmu saraf visual

Pengarang: Leandro Tavares
Sumber: IDOR
Kontak: Leandro Tavares—IDOR
Gambar: Gambar berada di domain publik

Penelitian asli: Akses terbuka.
“Reorganisasi koneksi thalamocortical pada orang buta kongenital“ oleh Fernanda Tovar-Moll et al. Pemetaan otak manusia

Lihat juga

abstrak

Reorganisasi koneksi thalamocortical pada orang buta kongenital

Plastisitas lintas modal pada individu tunanetra telah dilaporkan dalam beberapa dekade terakhir, menunjukkan bahwa informasi non-visual dibawa dan diproses oleh struktur otak “visual”. Namun, meskipun banyak upaya, dasar struktural dari plastisitas lintas modal pada individu yang buta secara kongenital masih belum jelas.

Kami memetakan konektivitas thalamocortical dan menilai integritas materi putih pada 10 subjek buta lahir dan 10 kontrol yang dapat melihat.

Kami berhipotesis bahwa pola konektivitas thalamocortical yang menyimpang tanpa adanya rangsangan visual muncul sejak lahir sebagai mekanisme potensial dari plastisitas lintas modal. Selain gangguan struktur mikro dari kumpulan materi putih visual, kami mengamati perubahan konektivitas struktural antara talamus dan korteks oksipital dan temporal.

Secara khusus, wilayah thalamic yang dikhususkan untuk koneksi dengan korteks oksipital lebih kecil dan menunjukkan konektivitas yang lebih lemah pada individu buta kongenital, sementara yang terhubung ke korteks temporal menunjukkan volume yang lebih besar dan peningkatan konektivitas. Pola abnormal konektivitas thalamocortical termasuk nukleus geniculate lateral dan medial dan nukleus pulvinar.

Untuk pertama kalinya pada manusia, pemetaan ulang koneksi thalamocortical struktural yang melibatkan nukleus thalamic unimodal dan multimodal telah dibuktikan, menjelaskan kemungkinan mekanisme plastisitas lintas modal pada manusia.

Hasil ini dapat membantu untuk memahami adaptasi fungsional yang biasa terlihat pada kebutaan kongenital.