Pemetaan Sensorik Indra Penciuman

Sistem sensorik telah berevolusi untuk memberi kita informasi yang segera dan tertata dengan baik tentang dunia di sekitar kita, seperti halnya warna yang diproses melalui sistem visual kita atau nada tertentu yang ditafsirkan melalui pendengaran kita.

Rentetan informasi ini diproses oleh sistem sensorik kita dan saat ini para ilmuwan telah menemukan peta yang menggambarkan bagaimana neuron sensorik diatur berdasarkan fungsinya untuk memproses informasi tersebut secara efektif.

Peta fungsional semacam ini, bagaimanapun, belum diidentifikasi untuk indera penciuman. Oleh karenanya para peneliti di University of California San Diego sekarang telah menggambarkan peta sensorik penciuman pada lalat buah.

Melalui percobaan pada permukaan antena lalat, di mana bahan kimia berbau terdeteksi, para ilmuwan telah menemukan bagaimana sistem penciuman lalat diatur dan bagaimana mereka bekerja.

Peta baru ini diterbitkan dalam jurnalProsiding National Academy of Sciencesedisi Januari 2022 lalu oleh tim yang dipimpin oleh mahasiswa pascasarjana Shiuan-Tze Wu dari laboratorium Associate Profesor Ilmu Biologi Chih-Ying Su. Studi ini merinci bagaimana neuron reseptor penciuman lalat, komponen yang merasakan bau, diatur dalam rambut sensorik.

"Kita terus-menerus dibombardir oleh ratusan bahan kimia yang berbau di lingkungan kita," kata Su, penulis studi tersebut. "Kami telah menjelaskan mekanisme periferal yang memungkinkan lalat untuk memahami rangsangan yang sangat rumit tersebut," imbuh dia.

Para peneliti memberikan bukti bahwa sistem penciuman lalat buah, yang Su gambarkan sebagai sederhana namun elegan, terstruktur untuk memberi serangga kemampuan membuat penilaian cepat terhadap bau dengan cara yang tidak biasa yang menghindari komunikasi sinaptik, yang mahal secara metabolis.

Sebaliknya, neuron reseptor penciuman serangga (ORN) berkomunikasi melalui interaksi listrik dengan ORN terdekat. Ini menawarkan cara yang hemat energi dan murah secara metabolik untuk memproses campuran bau yang bermakna, tanpa melibatkan perhitungan sinaptik yang mahal.

Studi tersebut menjelaskan bagaimana kompartemen dengan dua ORN diatur untuk mendeteksi isyarat dengan arti berlawanan untuk lalat. Isyarat semacam itu mempromosikan atau menghambat perilaku tertentu, untuk menilai bau kompleks dengan cepat dan efisien di lingkungan mereka.

Pengaturan ini menyediakan sarana untuk mengevaluasi dan membentuk sinyal sensorik penyeimbang yang diteruskan ke pusat otak yang lebih tinggi untuk diproses lebih lanjut.

Dalam penelitian ini, laboratorium Su berkolaborasi dengan Asisten Neurobiologi UC San Diego, Profesor Johnatan Aljadeff, yang membangun model matematika yang menjelaskan bagaimana interaksi listrik membantu dalam mengekstraksi informasi yang relevan.

"Dalam mengajukan pertanyaan tentang makna fungsional organisasi ini, kami menemukan bahwa alam telah memilih cara khusus untuk menyusun pengujian sensorik ini," kata Aljadeff. "Jika kita dapat memahami prinsip pemrosesan jenis ini, mungkin akan ada penerapan teknik di masa mendatang," imbuh dia. ils/I-1