Ilmuwan India Ciptakan Atlas Otak 3D Paling Detail, Buka Jalan Baru Riset Neurologi

Untuk pertama kalinya, para ilmuwan di India berhasil menciptakan peta tiga dimensi batang otak manusia dengan detail hingga tingkat sel—sebuah terobosan yang disebut sebagai atlas paling lengkap yang pernah ada. Proyek yang digarap oleh Sudha Gopalakrishnan Brain Centre (SGBC) di Indian Institute of Technology, Madras (IIT-M) ini tidak hanya memetakan struktur fisik, tetapi juga menghubungkan dua pendekatan yang selama ini berjalan sendiri-sendiri: pencitraan medis dan patologi seluler.

Atlas yang diberi nama Anchor (Atlas of Neurochemical Characterisation of the Human Brainstem with 3D Reconstruction) ini menggabungkan lebih dari 500 irisan jaringan otak dari janin, anak-anak, dan orang dewasa. Dengan menggunakan delapan penanda kimia, para peneliti berhasil mengidentifikasi lebih dari 200 kelompok sel saraf dan jalur saraf di batang otak—wilayah kecil namun vital yang mengatur pernapasan, detak jantung, tidur, dan kesadaran. "Kami melihat program visioner yang menempatkan India di meja internasional," ujar Shubha Tole, ahli saraf dari Tata Institute of Fundamental Research, seperti dikutip BBC.

Batang otak hanya menempati sebagian kecil dari otak, namun kerusakan pada area ini bisa berakibat fatal. Sayangnya, arsitekturnya yang padat selama ini menyulitkan pemetaan detail. Anchor menjawab tantangan itu dengan memungkinkan pengguna memperbesar dari gambaran MRI seluruh batang otak hingga ke neuron individu tanpa kehilangan hubungan spasialnya. "Apa yang diciptakan pusat riset India ini persis seperti yang saya impikan di awal karier—agar pemindaian otak dapat cocok dengan anatomi mikroskopis otak," kata Rebecca Folkerth, neuropatolog dari Harvard Medical School yang terlibat dalam proyek ini.

Anchor bukanlah alat diagnosis, melainkan peta referensi yang dapat membantu peneliti memahami berbagai gangguan neurologis. Dengan membandingkan peta batang otak sehat dengan jaringan yang sakit, para ilmuwan berharap dapat mengungkap mekanisme penyakit Parkinson, Alzheimer, stroke, hingga sindrom kematian bayi mendadak (SIDS). Partha Mitra, ilmuwan otak dari Cold Spring Harbor Laboratory di New York, menilai atlas semacam ini bisa berdampak transformatif pada studi penyakit saraf. "Atlas ini mengungkap, sel per sel, bagaimana otak yang terkena Alzheimer atau autisme berbeda dari otak sehat," ujarnya. Mitra juga menambahkan bahwa atlas dapat membantu menjelaskan bagaimana infeksi seperti Covid-19 memicu kerusakan neurologis jangka panjang.

Keunggulan lain Anchor adalah pendekatannya yang relatif sederhana dan terjangkau. Dengan menggunakan gambar mikroskop resolusi tinggi dari irisan jaringan otak post-mortem, tim SGBC berhasil memetakan batang otak manusia dalam skala yang belum pernah terjadi sebelumnya tanpa harus bergantung pada teknik molekuler yang mahal. "Pendekatan ini membuat pemetaan tingkat sel menjadi terjangkau," kata Mitra. Keberhasilan ini mencerminkan transformasi yang lebih luas dalam ilmu saraf, di mana kemajuan kini tidak hanya bergantung pada biologi, tetapi juga pada rekayasa dan komputasi.

Bagi Indonesia, pencapaian ini membuka peluang kolaborasi riset di bidang neurologi yang selama ini masih terbatas. Dengan atlas yang tersedia secara gratis, peneliti di tanah air dapat menggunakannya sebagai acuan untuk mempelajari penyakit neurodegeneratif yang prevalensinya terus meningkat, seperti demensia dan stroke. Namun, tantangan utama adalah ketersediaan sumber daya manusia dan infrastruktur untuk melakukan analisis serupa pada populasi Indonesia, yang memiliki keragaman genetik dan lingkungan yang berbeda.

Ke depan, SGBC berencana memindai lebih dari 100 otak manusia utuh dari berbagai tahap kehidupan dan gangguan neurologis, termasuk Alzheimer dan demensia, untuk menciptakan perpustakaan referensi yang dapat mengungkap bagaimana penyakit mengubah otak sel per sel. Meski atlas ini tidak akan memecahkan semua misteri otak manusia, ia memberikan alat bagi para ilmuwan untuk mengajukan—dan pada akhirnya menjawab—pertanyaan yang lebih baik.