Jum'at, 15 April 2011 - Temuan ini memberi bukti langsung pertama bahwa respon otak yang lebih besar dapat membantu pembelajaran.
Dalam sebuah terobosan yang dapat membantu pengobatan gangguan belajar, stroke, tinnitus dan sakit kronis lainnya, para peneliti UT Dallas telah menemukan bahwa stimulasi saraf otak mempercepat pembelajaran dalam tes laboratorium.
Temuan lain penelitian utama, yang dipublikasikan dalam Neuron edisi 14 April, melibatkan perubahan positif yang terdeteksi setelah stimulasi dan pembelajaran telah lengkap. Para peneliti yang memantau aktivitas otak pada tikus menemukan bahwa respon otak akhirnya kembali ke keadaan pra-stimulasi mereka, namun hewan ini masih bisa melakukan tugas belajar. Temuan ini memungkinkan para peneliti lebih memahami bagaimana otak belajar dan menyandikan keterampilan baru.
Studi sebelumnya menunjukkan bahwa manusia dan hewan yang mempraktekkan tugas mengalami perubahan besar di otak mereka. Belajar membaca huruf Braille dengan satu jari mengarah pada peningkatan respon otak menjadi terlatih pada angka. Belajar membedakan antara satu set nada mengarah pada peningkatan respon otak menjadi terlatih pada nada.
Namun belum jelas apakah perubahan ini hanya kebetulan atau apakah benar-benar membantu dalam pembelajaran. Penelitian saat ini menunjukkan bahwa perubahan dalam otak sangatlah berarti dan bukan hanya kebetulan, kata Dr Amanda Reed, yang menulis artikel bersama rekan-rekannya dari University of Texas di Dallas’ School of Behavioral and Brain Sciences.
Reed beserta rekan-rekan peneliti menggunakan stimulasi otak untuk melepaskan neurotransmiter yang menyebabkan otak meningkatkan responnya terhadap satu set kecil nada. Tim riset menemukan bahwa peningkatan ini memungkinkan tikus belajar melakukan tugas menggunakan nada lebih cepat daripada hewan yang tidak menerima stimulasi. Temuan ini memberi bukti langsung pertama bahwa respon otak yang lebih besar dapat membantu pembelajaran.
Perawatan masa depan yang meningkatkan perubahan besar di otak juga dapat membantu memulihkan stroke atau ketidakmampuan belajar. Selain itu, beberapa gangguan otak seperti tinnitus atau sakit kronis terjadi ketika perubahan otak skala besar tidak dapat dibalik. Jadi pemahaman baru tentang bagaimana otak belajar ini dapat menghasilkan perawatan yang lebih baik untuk kondisi tersebut.
Para peneliti memeriksa otak hewan laboratorium lagi setelah tikus telah melatih tugas belajar mereka selama beberapa minggu. Otak tampaknya telah kembali normal, meskipun hewan tidak lupa bagaimana melakukan tugas yang telah mereka pelajari. Ini berarti bahwa, meskipun perubahan besar di otak sangat membantu untuk pembelajaran awal, perubahan itu tidak harus permanen, tulis Reed.
“Kami menduga bahwa proses memperluas respon otak selama pembelajaran dan kemudian mengontraksi mereka kembali turun setelah pembelajaran selesai dapat membantu hewan dan manusia untuk dapat melakukan tugas-tugas yang berbeda dengan tingkat keterampilan yang tinggi,” kata Reed. “Jadi misalnya, ini mungkin menjelaskan mengapa orang dapat belajar keterampilan baru seperti melukis atau bermain piano tanpa mengorbankan kemampuan mereka mengikat sepatu atau mengetik di komputer.”
Penelitian oleh Reed beserta para kolega mendukung teori bahwa perubahan otak skala besar tidak langsung bertanggung jawab untuk pembelajaran, tapi mempercepat pembelajaran dengan menciptakan sebuah kolam perluasan neuron dari yang mana otak dapat memilih “jaringan” kecil yang paling efisien untuk mencapai keterampilan baru.
Pandangan baru terhadap otak ini dapat dibandingkan dengan suatu ekonomi atau ekosistem, bukan komputer, kata Reed. Jaringan komputer dirancang oleh para insinyur dan beroperasi menggunakan seperangkat aturan terbatas serta solusi untuk memecahkan masalah. Otak, seperti sistem alam lainnya, bekerja dengan trial and error.
Langkah pertama pembelajaran adalah menciptakan satu set besar neuron beragam yang diaktifkan dengan melakukan keterampilan baru. Langkah kedua adalah mengidentifikasi subset kecil neuron yang dapat menyelesaikan perhitungan yang diperlukan dan mengembalikan sisa neuron lainnya ke kondisi sebelumnya, sehingga mereka dapat digunakan untuk mempelajari keterampilan baru berikutnya.
Pada akhir jangka panjang pelatihan, membuat ketrampilan kinerja ini dilakukan dengan sejumlah kecil neuron khusus yang tidak dengan perorganisasian ulang otak dalam skala besar. Penelitian ini membantu menjelaskan bagaimana otak dapat belajar keterampilan baru tanpa mengganggu pembelajaran sebelumnya. Peneliti menggunakan anestesi saat memasukkan elektroda ke dalam otak tikus laboratorium. Stimulasi otak menyakitkan untuk tikus, kata Reed. Rekan penulis penelitian ini adalah Drs. Jonathan Riley, Carraway Ryan, Andres Carrasco, Claudia Perez, Jakkamsetti Vikram dan Kilgard Michael dari UT Dallas.
Penelitian ini didukung oleh James S. McDonnell Foundation.
