Setelah pengembangan selesai, ia tidak akan berkembang biak lagi. Hanya jumlah sel otak yang tersedia saat lahir – sekitar 14 miliar – yang digunakan selama masa hidup seseorang. Organ atau jaringan lain seperti tulang, hati, dan otot dapat dipulihkan dengan cepat melalui pembelahan sel dan proliferasi setelah kerusakan, tetapi sel-sel otak tidak dapat diperbarui. Saat ini, tidak ada cara yang lebih baik bagi ilmu pengetahuan untuk mengubah sifat sel otak yang tidak dapat diperbaharui.
Sel-sel otak berada dalam proses kematian yang terus menerus dan tidak pernah bereproduksi, yang satu lebih sedikit dari yang lain, sampai semuanya hilang. Ini adalah kematian terprogram, yang juga dikenal sebagai apoptosis. Setelah usia 20 tahun, saat perkembangan sel otak mencapai puncaknya, ini adalah masa-masa puncak kehidupan untuk energi dan memori, dan setelah itu terjadi penurunan, setelah itu sel-sel ini, jika tidak digunakan, akan menjadi usang dengan kecepatan 100.000 per hari. Meskipun tidak menyenangkan, ini adalah fakta bahwa sel-sel otak menurun seiring bertambahnya usia. Terbukti secara ilmiah bahwa ketika membandingkan orang berusia 80 tahun dengan yang berusia 40 tahun, yang pertama memiliki sekitar setengah dari jumlah yang terakhir, selisih sekitar dua kali lipat.
Namun, tidak semua bagian otak berkurang dalam proporsi yang sama, misalnya, sel-sel di batang otak hampir tidak berubah. Dalam hal ini, batang otak adalah bagian yang sangat penting bagi kelangsungan hidup manusia dan kerusakannya akan membuat semua organ menjadi tidak berguna. Bagian batang otak ini, yang dikaitkan dengan pemeliharaan aktivitas vital minimal, adalah bagian batang otak yang paling awal matang, dan selubung mielin saraf motorik di batang otak sudah berkembang sepenuhnya pada bayi yang baru berusia satu hari. Situs seperti itu tidak hanya tidak terpengaruh oleh perubahan yang berkaitan dengan usia, tetapi juga tidak mudah terserang penyakit.
Sel-sel otak dapat dibagi menjadi tiga jenis menurut kematangannya
Yang paling matang adalah sel-sel otak yang telah berkembang sempurna, yang masing-masing memiliki lebih dari 20.000 lini bisnis dengan sel-sel lainnya. Ini adalah sel elit yang berada dalam kondisi kerja dan melakukan semua tugas yang sedikit lebih sulit yang tersedia bagi manusia.
Kelompok sel lainnya adalah otak yang belum berkembang, yang memiliki tingkat kematangan yang relatif rendah, dengan setiap sel hanya memiliki beberapa lusin jalur komunikasi dengan sel otak lainnya dan melaksanakan tugas-tugas sederhana yang berada dalam jangkauannya. Kami menyebut kelompok sel otak ini sebagai berada dalam kondisi semi-terhambat.
Kategori ketiga adalah sel-sel otak primitif yang sama sekali tidak berkembang, yang tidak langsung mati atau terlibat dalam pekerjaan dan berada dalam keadaan santai. Kami menyebutnya sebagai sel-sel otak yang berada dalam keadaan terhambat atau mengantuk.
Ada sekitar 12 miliar sel otak dalam otak manusia, paling banyak kurang dari 10% yang sepenuhnya berkembang dan digunakan secara teratur, sisanya masih dalam kondisi primitif yang belum berkembang atau sama sekali tidak berkembang.
Sebagian besar sirkuit sel otak berkembang setelah lahir dan dirangsang oleh lingkungan eksternal. Semakin banyak sel otak yang terhubung satu sama lain, semakin mereka dapat bekerja sama dan semakin cerdas seseorang. Oleh karena itu, jika seorang bayi dilahirkan terisolasi dari dunia luar, sirkuit antar sel tidak akan berkembang dan tidak akan pernah menjadi orang yang sangat cerdas.
Sel otak adalah unit terkecil dari aktivitas otak, dan jika setiap sel diibaratkan sebagai pertukaran telepon, saluran teleponnya 1.400 kali lebih kompleks daripada jaringan telepon dunia.
Bagaimana sel saling bertukar informasi satu sama lain?
Umumnya dianggap bahwa sel-sel otak tersusun dalam pola yang padat, seperti sirkuit, dan arus listrik yang lemah mengalir melalui sel-sel ini dan mengkomunikasikan perintah-perintah otak.
Kenyataannya, tidak demikian, sel tidak terhubung secara langsung satu sama lain, tetapi ada celah kecil di antaranya.
Yang bertindak sebagai kabel adalah hormon, juga disebut hormon, yang disebarkan di antara sel-sel dan bertindak sebagai pemancar informasi di otak. Hormon-hormon ini disekresikan di berbagai bagian otak, yang melaluinya otak mengirimkan instruksi ke seluruh tubuh, dan tubuh kemudian mengeluarkan hormon yang sama, yang melaluinya sel-sel yang menerima informasi tersebut bertindak berdasarkan perintah. Tanpa hormon, seseorang tidak akan dapat berpikir atau bertindak, dan seseorang tidak akan dapat merasakan.
Beberapa orang juga mengibaratkan sel otak sebagai baterai biologis yang sangat kecil, yang siap untuk diisi ulang. Elemen-elemen yang bermuatan disebut ion dan ditemukan dalam jumlah yang tidak sama di dalam dan di luar sel otak, sehingga menciptakan perbedaan potensial yang kecil di kedua sisi membran sel. Potensial yang terekam di dalam sel otak manusia adalah 70 milivolt (dinyatakan sebagai -70mV) lebih rendah daripada di luar, potensial yang dikenal sebagai potensial istirahat, dan kondisi “positif di luar, negatif di dalam” membran sel ini dikenal sebagai polarisasi.
Informasi dari sel otak lain mengubah potensial istirahat sehingga nilai negatifnya berubah ke tingkat yang disebut ambang batas, yang menyebabkan pelepasan. Ambang batas untuk sel otak manusia adalah sekitar
-55mV, dan ketika nilai ini tercapai, sel otak menghasilkan perubahan listrik yang merambat di sepanjang akson yang disebut potensial aksi atau impuls saraf. Impuls saraf menyebabkan pelepasan pemancar yang disertai dengan perubahan potensial.
Otak adalah jaringan sel otak (neuron) yang berfungsi melalui sinyal antar sel otak. Jelas, unit struktural dasar otak sangat sederhana dan terdefinisi dengan baik. Dengan kata lain, otak terdiri dari satu neuron yang berfungsi dan sel glial yang mendukung fungsi neuron. Sel glial terutama terdiri dari astrosit dan sel Schwann. Astrosit dinamai berdasarkan bentuknya yang seperti bintang laut dan, bersama dengan sel endotel pembuluh darah, sangat penting untuk membentuk sawar darah-otak. Sel Schwann, di sisi lain, dibungkus dengan lembaran tipis di sekitar akson dan membentuk apa yang disebut selubung mielin. Selubung mielin sebagian non-konduktif dan oleh karena itu memiliki sifat kabel yang lebih baik, sangat meningkatkan kecepatan konduksi potensial aksi dan memungkinkan superkonduktivitas dalam transmisi informasi antara sel-sel otak. Telah dihitung secara ilmiah bahwa perbedaan kecepatan konduksi saraf antara dua kondisi, dengan dan tanpa mielin, dapat mencapai 10.000 kali lipat. Ketika selubung neuromielin terputus atau rusak, tingkat efisiensi waktu aktivitas mental seperti memori dan berpikir akan sangat berkurang.
Tiga tahap penting perkembangan otak
Tahap pertama: puncak pertumbuhan sel otak (3-6 bulan). 3-6 bulan adalah puncak pertama pertumbuhan sel otak, di mana sel otak janin meningkat secara dramatis dengan kecepatan rata-rata 250.000 sel per menit, sehingga pada saat lahir, anak eutiroid yang berkembang dengan baik akan memiliki 100 miliar sel otak. Penting untuk dicatat bahwa sel-sel otak hanya dapat tumbuh di dalam rahim dan tidak dapat bertambah setelah lahir, jadi tidak ada gunanya melewatkan kesempatan ini untuk menambah nutrisi apa pun.
Ini adalah tahap kedua dari pertumbuhan dan perkembangan sel otak, ketika sel-sel otak terus bertambah besar, cabang-cabang dendritik bertambah dan sinapsis mulai terbentuk. Tahap ini adalah saat terakhir kali jumlah sel otak bertambah di dalam rahim dan jika terlewatkan, jumlah sel otak tidak akan mencukupi untuk kehidupan. Sulit untuk menebus penyesalan!
Tahap 3: Puncak terakhir pertumbuhan sel otak adalah dalam waktu 1 tahun setelah kelahiran anak. Sel-sel saraf membentuk jalur saraf yang mengirimkan informasi ke seluruh tubuh, seperti sirkuit yang mengirimkan sinyal listrik.
Ilmuwan Jerman menemukan cara untuk meregenerasi sel otak
Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Majdana Gott dari Institute for Stem Cell Research di GSF National Centre for Environmental and Health Research di Munich, Jerman, baru-baru ini menemukan bahwa dengan menggunakan protein pengatur khusus, astrosit dapat berdiferensiasi menjadi sel saraf fungsional, yang menjanjikan cara baru untuk mengganti sel otak yang rusak akibat cedera atau penyakit.
Sebagian besar sel dalam otak manusia bukanlah sel saraf, melainkan astrosit. Sebelumnya, sel glial hanya dianggap sebagai “lem” yang menyatukan sel-sel saraf. Beberapa tahun yang lalu, tim menunjukkan bahwa sel glial ini dapat berdiferensiasi menjadi sel saraf fungsional selama pertumbuhan, seperti halnya sel punca. Namun, sel kehilangan kemampuannya untuk berdiferensiasi pada tahap pertumbuhan selanjutnya. Akibatnya, ketika otak orang dewasa rusak, sel glial tidak dapat lagi memproduksi sel saraf.
Untuk menjaga agar proses ini tetap berjalan, para ilmuwan telah menyelidiki sakelar molekuler apa yang memainkan peran penting dalam pertumbuhan dan diferensiasi sel glial menjadi sel saraf. Sakelar molekuler adalah protein yang secara tepat mengontrol respons pensinyalan di dalam sel. Dengan memasukkan protein pengatur ini ke dalam sel glial otak orang dewasa, para peneliti dapat mengaktifkan ekspresi protein neuron sebagai respons terhadap sel glial, yang memungkinkannya untuk terus berdiferensiasi menjadi sel saraf.
Para peneliti menunjukkan bahwa satu protein pengatur sudah cukup untuk meregenerasi sel saraf fungsional baru dari sel glial. Mereka mencatat bahwa sel glial membutuhkan lebih banyak waktu untuk memprogram ulang hingga tumbuh menjadi sel saraf normal dengan sifat listrik yang terlihat pada sel saraf normal. Hasilnya sangat menarik karena sangat penting untuk meregenerasi sel saraf yang berfungsi dari sel glial dewasa, yang berarti bahwa para ilmuwan telah mengambil langkah besar dalam menemukan sel saraf untuk menggantikan sel otak yang rusak.
Pada awal abad ke-20, ahli saraf Jerman, Feld, menyatakan bahwa sel-sel otak yang rusak tidak dapat diregenerasi. Dipengaruhi oleh teori bahwa sel saraf tidak dapat diregenerasi, komunitas medis telah berfokus pada pengobatan penyakit otak selama hampir satu abad, terutama berfokus pada pembuluh darah otak, sementara penelitian tentang perbaikan sel otak masih tertinggal. Baru pada tahun 2006, para ilmuwan menemukan bahwa sel-sel otak orang dewasa masih dapat menumbuhkan sel-sel saraf baru setelah ditanamkan ke dalam otak tikus laboratorium.