Kebahagiaan, dalam satu atau lain bentuk, tampaknya menjadi tujuan bersama yang ingin kita capai masing-masing. Kita sering berperilaku seolah-olah kita bisa menemukan cara untuk menyelesaikan kepuasan - kenyamanan, kekenyangan, kehangatan, beberapa penghargaan lain - dan terus-menerus bahagia hanya dengan membuat beberapa pilihan yang tepat. Tetapi kesenangan dari sensasi yang paling menyenangkan pun berlalu dengan cepat, dan ini mengarah pada kebosanan dan keinginan untuk mencoba sesuatu yang baru dan menakjubkan. Saya, sebagai seorang ilmuwan saraf, tidak bisa tidak berpikir tentang apakah kefanaan kepuasan kita sebenarnya tidak bisa dihindari, atau apakah itu merupakan ciri otak, yang, dengan memahami yang mana, akan membantu Anda belajar bagaimana menghadapinya.
Banyak fungsi otak sehari-hari tampak begitu alami sehingga kita sulit menjauhkan diri dari mereka untuk melihatnya dari samping. Otak berkomitmen untuk memperhatikan hal-hal yang berbeda. Jelas, fungsi otak utama adalah persepsi; atas dasar yang dirasakan, ia dapat membuat penilaian, dan atas dasar itu - untuk bertindak. Pekerjaan ini dilakukan oleh neuron sistem saraf. Mereka menemukan dan menyajikan data input dari dunia eksternal (dan internal), menganalisis data, dan menanggapi analisis ini dengan tindakan yang sesuai. Tindakan biasanya mengacu pada gerakan: neuron mengirimkan sinyal yang menyebabkan otot berkontraksi, yang memungkinkan Anda melakukan beberapa jenis tindakan. Input berasal dari indera, analisis sering disebut asosiatif, dan output adalah motilitas. Tritunggal perasaan / analisis asosiatif / motilitas adalah analog saraf persepsi / evaluasi / tindakan.
Bagaimana neuron yang membentuk otak mengatasi deteksi dan analisis apa yang terjadi di dunia luar? Jawaban paling sederhana adalah mereka terutama mengandalkan layanan terjemahan. Bagian-bagian tubuh yang kita anggap sebagai organ sensorik - mata, telinga, hidung, lidah, kulit - mengandung sel-sel reseptor yang menerima informasi. Molekul protein kecil terletak di membran sel-sel ini; mereka menerjemahkan (secara teknis, mengubah) efek fisik dari dunia luar - cahaya, suara, bahan kimia, panas - menjadi sinyal listrik,
potensi aksi yang membentuk bahasa otak. Protein yang mentransmisikan membentuk jalur kecil,
saluran ion , yang melaluinya partikel bermuatan, ion, seperti natrium atau kalium, masuk atau keluar sel. Pergerakan ion menghasilkan sinyal listrik. Setiap sinyal merambat sepanjang seluruh sel karena protein lain - juga membentuk saluran ion - yang sebagai hasilnya mengarah pada pelepasan
neurotransmitter kimia. Neuron berikutnya menerima neurotransmitter karena protein reseptor lain, yang juga mewakili saluran ion atau berhubungan dengan saluran ion. Kemampuan kita untuk memperhatikan terutama tergantung pada saluran protein-ion kita.
Menariknya, hampir semua protein ini merespons perubahan rangsangan; tetapi dengan adanya stimulasi berkepanjangan dan konstan dengan intensitas ringan hingga sedang, banyak dari mereka dimatikan dan mencegah ion melewatinya. Kami menyebut proses ini adaptasi (atau desensitisasi, atau inaktivasi, tergantung pada basis fisik). Ini mengarah pada munculnya sensasi yang akrab. Karena adaptasi, ketika bergerak dari tempat dengan pencahayaan yang terang ke ruangan yang tidak terang, pada awalnya tampak gelap, dan setelah beberapa saat pencahayaan di dalamnya sudah tampak normal. Hanya ketika Anda melangkah kembali ke matahari, Anda menyadari betapa gelapnya ruangan itu - atau betapa cerahnya sekarang. Demikian juga, kebanyakan orang beradaptasi dengan aroma makanan tak lama setelah memasuki sebuah restoran, atau pada kesejukan kolam setelah melompat ke dalamnya pada hari yang panas, atau dengan suara latar belakang kulkas. Setelah paparan singkat, bau, dingin, atau kebisingan - kecuali mereka begitu kuat sehingga menyebabkan ketidaknyamanan - berhenti dirasakan, dan kami tidak memperhatikannya. Yaitu, seperti kata mereka, kita terbiasa dengan mereka. Secara khusus, karena saluran ion adaptif, kami merasa banyak tidak dalam nilai absolut, tetapi berbeda dengan apa yang kami miliki sebelumnya (meskipun tidak semua jenis adaptasi terjadi karena saluran ion, dan tidak semua perasaan tunduk pada adaptasi). Dalam satu kasus luar biasa, para peneliti dapat menunjukkan fenomena ini dengan menstabilkan gambar pada retina. Mata kita biasanya membuat gerakan tajam kecil,
microaccades , yang memungkinkan sel-sel retina untuk membandingkan cahaya yang dipantulkan dari area gelap dan cerah dari lingkungan visual apa pun. Dengan melacak pergerakan mata manusia dan mengubah gambar yang diproyeksikan ke mereka, ahli saraf dapat menunjukkan bahwa ketika gambar secara artifisial dipasang pada retina, tampaknya seseorang menghilang [Ditchburn, RW & Ginsborg, BL Vision dengan gambar retina yang distabilkan. Alam 170, 36-37 (1952).; Martinez-Conde, S., Macknic, SL, Troncoso, XG, & Dyar, TA Microsaccades melawan fading visual selama fiksasi. Neuron, 49, 297-305 (2006)]. Jika Anda tidak dapat membandingkan, dunia menjadi abu-abu. Dengan kata lain, keragaman tidak hanya menambah rasa hidup; pada prinsipnya, Anda hanya bisa melihat sesuatu melalui perubahan.
Kepekaan terhadap perubahan dan ketidakpekaan terhadap keteguhan ini tidak berhenti pada tingkat reseptor sensorik. Lebih dalam di otak, di hampir semua neuron, ada saluran protein-ion lainnya - khususnya, saluran natrium yang memicu potensi aksi (membiarkan ion natrium masuk ke dalam neuron), dan saluran kalium yang menghentikan potensi aksi (melepaskan ion kalium dari neuron). Saluran natrium dan kalium berbeda, dan banyak dari mereka juga tidak aktif - dinonaktifkan - selama penggunaan. Oleh karena itu, bahkan ketika neurotransmitter kimia memberikan rangsangan yang panjang atau berulang pada neuron, sifat internal saluran ion membatasi jumlah potensial aksi. Sebagai contoh, pada beberapa neuron, inaktivasi saluran natrium membuatnya semakin sulit untuk menghasilkan potensial aksi dengan stimulasi konstan.
Tetapi pada beberapa neuron, saluran natrium tertentu mencegah inaktivasi dengan menggunakan protein khusus yang menghambatnya. Neuron-neuron seperti itu dengan senang hati memicu rangkaian potensial aksi frekuensi tinggi yang panjang. Banyak neuron semacam itu ditemukan di otak kecil dan batang otak. [Lewis, AH & Raman, IM Membangkitkan arus saluran Na + yang terjaga tegangannya. Jurnal Fisiologi 592, 4825-4838 (2014)]
Sementara itu, saluran kalium tertentu secara bertahap meningkatkan aliran ion, membantu memperlambat atau mematikan sinyal dari neuron setelah melewati beberapa potensi aksi. Interaksi antara aliran ion natrium dan kalium memungkinkan menghasilkan sinyal listrik hanya pada awal stimulus - proses ini disebut akomodasi. Meskipun ada pengecualian, sebagian besar sel rangsang utama dari korteks dan hippocampus - yang mempromosikan potensi aksi pada neuron target - rentan terhadap akomodasi.
Dalam beberapa sel, neurotransmitter, seperti
norepinefrin , dapat membalikkan akomodasi. Menariknya, efek global norepinefrin pada otak adalah meningkatkan perhatian. Banyak racun dan racun, seperti kalajengking dan ular, mencegah inaktivasi saluran natrium dan memblokir saluran kalium, yang mengarah pada kejang-kejang dan kematian - artinya, otak dapat menderita karena terlalu banyak kebaikan. [Madison, DV & Nicoll, RA. Tindakan noradrenalin dicatat secara intraseluler dalam neuron piramidal hippocampal CA1 tikus, in vitro. Jurnal Fisiologi 372, 221-244 (1986).; Saluran Hille, B. A. K + layak mendapat perhatian. Sains 273, 1677 (1996)]
Kami tidak selalu memahami informasi apa yang ditampung oleh neuron, tetapi kami tahu bahwa mereka bereaksi paling kuat terhadap perubahan stimulus. Sulit untuk menahan godaan untuk menyimpulkan bahwa semakin banyak aktivitas di otak, semakin baik - namun, sangat baik bahwa beberapa neuron memiliki kemampuan untuk mematikan sinyal mereka melalui inaktivasi saluran ion. Banyak penyakit neurologis terkait dengan potensi aksi berlebih pada neuron, yang biasanya merespons sedikit. "Eksitasi berlebihan" seperti itu sering ditemukan pada rasa sakit atau epilepsi. Dengan yang pertama, ada terlalu banyak perasaan, dengan yang kedua - kontraksi otot. Seringkali obat terbaik untuk kasus seperti itu adalah yang menonaktifkan saluran natrium. Bahkan orang-orang tanpa sindrom semacam itu sudah akrab dengan efek analgesik obat penghambat saluran natrium seperti
novocaine atau
lidocaine . Obat-obatan untuk epilepsi tidak sepenuhnya menonaktifkan aktivitas saraf, tetapi membatasi neuron hiperaktif.
Demikian pula, protein reseptor neurotransmiter dapat mengalami desensitisasi, di mana saluran ion mereka dimatikan setelah paparan stimuli yang lama. Mereka dapat dimatikan karena desensitisasi, yang merupakan properti internal protein, atau karena umur pendek neurotransmitter itu sendiri, karena dihancurkan oleh enzim atau diserap ke dalam
sel glial yang berdekatan. Zat yang memengaruhi proses-proses ini dan memperpanjang aksi neurotransmiter dapat secara dramatis mengubah fungsi sistem saraf. Obat penenang memperpanjang durasi aliran ion melalui saluran yang dibuka oleh neurotransmitter GABA. Gas saraf memperpanjang aksi
asetilkolin , neurotransmitter yang menyebabkan otot berkontraksi.
Tetapi neuron memiliki kemampuan yang menarik untuk menanggapi peningkatan jangka panjang dalam efek neurotransmiter - pada interval beberapa hari atau lebih, yang dapat menyebabkan sejumlah besar sinyal melewati sirkuit saraf tertentu - mereka hanya menyerap reseptor neurotransmitter mereka sendiri, dan lebih sedikit reseptor yang bekerja tetap di permukaan sel . Reaksi serupa mungkin mendasari munculnya resistensi terhadap obat-obatan, obat-obatan, dan makanan pedas.
Pendeteksian makanan pedas tidak terjadi pada reseptor neurotransmiter otak, tetapi pada reseptor kimia perifer yang merespons
capsaicin , zat alami yang membuat lada panas. Contoh kecanduan yang menarik adalah salep berbahan dasar capsaicin yang menurunkan kepekaan reseptor dan mengurangi rasa sakit pada artritis dan neuropati.
Sebaliknya, dengan penurunan produksi neurotransmiter, neuron tertentu dapat menghasilkan lebih banyak protein reseptor dan saluran ion yang terkait. Dengan cara ini, hiperstimulasi kembali ke persepsi normal, dan non-stimulasi menyetel sirkuit saraf untuk meningkatkan sensitivitas bahkan pada sinyal yang lemah. Bagaimana sel tahu ini? Melalui berbagai sistem umpan balik, banyak yang menggunakan sifat biokimia khusus dari ion kalsium, yang memungkinkan neuron untuk menemukan, dengan kata lain, jalan tengah yang nyaman atau cocok. Proses serupa dapat dipicu ketika stimulasi, awalnya menyenangkan - atau menjijikkan - diulangi lagi dan lagi. Persepsi akut mereda ketika otak menemukan tonggaknya.
Proses ini disebut
homeostasis , dan banyak upaya dihabiskan untuk mempelajari "plastisitas homestatik" dari sirkuit saraf - kembalinya titik kontrol basis oleh neuron bahkan dengan perubahan dalam kekuatan stimulus input. [Turrigiano, G. Plastisitas sinaptik homeostatik: Mekanisme lokal dan global untuk menstabilkan fungsi saraf. Perspektif Cold Spring Harbor dalam Biologi 4, a005736 (2012)]
Pada seluruh tingkat organisme, sensasi dari rangsangan ini berubah sesuai; berkurang dalam kasus rangsangan berulang, dan kemudian pulih jika terjadi perubahan. Sebuah demonstrasi sederhana dari fenomena ini dapat menjadi percobaan dengan
aplisia moluska, yang, sebagai respons terhadap sentuhan ringan, pertama kali menarik insang. Setelah serangkaian sentuhan yang tidak berbahaya, ia terbiasa dan berhenti bereaksi sampai sentuhan tersebut dikombinasikan dengan sesuatu yang tidak menyenangkan, misalnya dengan sengatan listrik. Ketika digunakan, reseptor tidak mengalami desensitisasi - sebagai gantinya, neurotransmitter berakhir pada neuron. [Kandel, ER & Schwartz, JH Biologi pembelajaran molekuler: Modulasi pelepasan pemancar. Sains 218, 433-443 (1982)]
Dalam hal sensasi yang lebih menyenangkan, tikus lapar akan bekerja untuk makanan, apakah itu biasa atau sangat lezat, dan tikus yang kenyang hanya akan bekerja untuk mendapatkan permen yang mereka sukai. Motivasi tikus untuk bekerja untuk makanan dapat dikurangi dengan obat-obatan yang mengganggu reseptor opiat alami dan dopamin - neurotransmiter di sirkuit saraf yang menandakan imbalan. Ternyata kontur ganjaran dirangsang oleh antisipasi dan penyerapan makanan, tetapi pada tikus yang makan cukup ini terjadi hanya jika makanan menang dibandingkan dengan pengalaman baru-baru ini. [Barbano, MF & Cador, M. Opioid untuk pengalaman hedonis dan dopamin untuk bersiap-siap. Psychopharmacology 191, 497-506 (2007)] Dengan kata lain, jangan meninggalkan ruang untuk pencuci mulut; itu akan tetap menyenangkan, asalkan rasanya lebih enak dari apa yang ada sebelumnya.
Stimulus yang familiar dan sensasi yang diciptakan oleh mereka juga dapat menyebabkan munculnya modifikasi saluran ion dan reseptor neurotransmitter lainnya yang dapat mengubah seluruh kontur saraf. Faktanya, beberapa sirkuit otak banyak hewan (termasuk kita) sangat pandai memprediksi hasil dari stimulus yang terkenal sehingga mereka mengirim kembali sinyal yang menyeimbangkan perasaan tentang apa yang terjadi. Tubuh bahkan tidak menyadari bahwa sesuatu sedang terjadi - sampai sesuatu yang lain atau tidak terduga terjadi.
Sebuah ilustrasi menarik tentang kemampuan otak untuk mengabaikan yang terkenal adalah ikan listrik, yang sensasi listriknya memungkinkan mereka merasakan medan listrik. Mereka mempelajari lingkungan menggunakan pelepasan organ listrik (REO) - "jeritan" khusus yang menciptakan medan listrik di sekitar ikan. Di hadapan objek, bidang ini terdistorsi - mungkin ini agak seperti distorsi dalam bentuk kulit ketika Anda menyentuh objek. Ini adalah penyimpangan dari bentuk biasa yang berbicara tentang perlunya diselamatkan atau diselidiki. Sinyal REO permanen itu sendiri bukanlah sesuatu yang penting. Neuron yang membuat REO juga mengirim sinyal ke otak ikan, yang menunjukkan bahwa mereka telah bekerja. Sinyal ini benar-benar berlawanan dengan sinyal sensorik yang diterima oleh ikan sebagai hasil dari merasakan medan yang tidak terdistorsi sendiri yang diperoleh sebagai hasil dari REO, sebagai akibatnya ia menetralkan sensasi ikan dari "teriakan" sendiri ketika tidak ada yang dekat. [Bell, C., Bodznick, D., Montgomery, J. Bastian, J. Generasi dan pengurangan harapan sensorik dalam struktur seperti otak kecil. Perilaku dan Evolusi Otak 50, 17–31 (1997)]
Kemampuan untuk terbiasa dan mengabaikan informasi yang masuk, yang statis, akrab, dapat diprediksi dan aman, membantu dalam hal perilaku. Dengan kata lain, dia memiliki keunggulan evolusi. Jika kita terus-menerus merasakan sentuhan pakaian pada kulit atau sedikit bau pelembut kain, ini akan, secara halus, akan sangat mengganggu, dan bahkan bisa mencegah kita mendeteksi dan bereaksi terhadap sinyal yang penting - tepukan di bahu atau bau roti bakar. Ketidakmampuan untuk memprediksi dan beradaptasi mungkin merupakan salah satu faktor yang berkontribusi terhadap perkembangan
gangguan spektrum autisme . [Gomot M. & Wicker, B. Dunia yang menantang dan tidak terduga untuk orang-orang dengan gangguan spektrum autisme. International Journal of Psychophysiology 83, 240–247 (2012)]
Selain itu, sinyal yang mengkomunikasikan informasi yang sudah diketahui ke otak akan sia-sia. Semua ion ini, bergerak masuk dan keluar sel untuk mengirim sinyal di otak, tidak bisa hanya berada di sisi yang berlawanan dari tempat mereka bergerak. Energi benar-benar dihabiskan untuk memompa kembali natrium dari neuron dan memompa kalium kembali ke dalam, oleh karena itu, lebih efisien untuk tidak menciptakan potensi aksi yang tidak mentransfer informasi berharga.
Apakah ini berarti bahwa hanya sesuatu yang baru masuk akal, dan bahwa segala sesuatu yang akrab harus dibuang begitu sensasi menjadi membosankan? Sebaliknya; Saya pikir ini adalah kunci menuju kebahagiaan, kompatibel dengan prinsip-prinsip otak. Kemampuan untuk mendeteksi rangsangan yang sudah dikenal sekalipun dipulihkan oleh "reboot" yang cepat, yang memungkinkan pemulihan dari desensitisasi yang cukup untuk meningkatkan sensasi selanjutnya. Tampak bagi saya bahwa justru kemampuan otak untuk merasakan sensasi berbeda yang sebagian dapat menjelaskan mengapa upaya kita untuk mencapai kepuasan abadi tetap tidak berhasil. Otak bekerja pada kurva, terus-menerus membandingkan situasi saat ini dengan yang sebelumnya, dan karenanya ketidakbahagiaan bisa menjadi rahasia kebahagiaan. Tentu saja, bukan kemalangan absolut, tetapi pendinginan jangka pendek, yang memungkinkan kita merasakan kehangatan, kelaparan, membuat kenyang yang diinginkan, periode keputusasaan yang mengirim kita ke rasa kemenangan yang luar biasa. Jalan menuju kepuasan melewati perbedaan.
Indira M. Raman - Profesor Neurobiologi di Universitas Northwestern