Pembantu Kecil Kelaparan

Setelah makan besar, sel-sel lemak mengirim sinyal “berhenti makan” ke otak. Bahan kimia yang disebut leptin – salah satu hormon tubuh – menyampaikan sinyal itu ke sel-sel otak penting yang disebut neuron. Tetapi sebuah studi baru pada tikus menunjukkan bahwa neuron bukan satu-satunya sel yang mendapatkan pesan “Aku penuh”. Leptin juga menggairahkan sel-sel otak yang disebut astrosit. Dan mereka juga dapat berperan dalam mematikan rasa lapar, sebuah studi baru menemukan.

Astrosit telah lama memainkan biola kedua untuk neuron – juga dikenal sebagai sel saraf – dalam studi penelitian. Para ilmuwan percaya bahwa pekerjaan utama astrosit adalah untuk mendukung neuron. Studi baru menunjukkan astrosit melakukan lebih dari itu.

“Gagasan historis bahwa [astrosit] adalah bantal agar neuron merasa nyaman atau terlindungi bukan itu masalahnya,” kata Tamas Horvath kepada Science News. Ahli saraf ini bekerja di Yale School of Medicine di New Haven, Conn.

Salah satu bagian otak yang terlibat dalam memilih kapan dan berapa banyak makan adalah hipotalamus. Penelitian sebelumnya menunjukkan neuron mendeteksi leptin. Mereka juga merespons hormon ini. Misalnya, jika hipotalamus tikus tidak mengenali leptin, hewan akan makan berlebihan, menjadi gemuk.

Studi lain telah menemukan bahwa astrosit juga dapat mendeteksi leptin. Horvath dan rekan-rekannya ingin tahu apakah sel-sel ini – seperti neuron – memengaruhi nafsu makan. Untuk mengetahuinya, mereka membesarkan tikus dengan astrosit yang tidak dapat mendeteksi leptin.

Dalam kondisi normal, tikus-tikus ini makan dalam jumlah normal. Mereka tidak menjadi gemuk. Namun, begitu para ilmuwan merampas makanan hewan, itu berubah. Sekarang sangat lapar, tikus-tikus ini makan lebih banyak makanan daripada tikus yang masih bisa mendeteksi leptin. Ini menunjukkan bahwa astrosit memang berperan dalam kelaparan.

Dengan kata lain, Horvath mencatat, pengaruh astrosit hanya muncul di hadapan rasa lapar yang ekstrem. Dia menduga suatu hari mungkin untuk mengobati obesitas dengan menargetkan astrosit, mungkin dengan memberikan lebih banyak leptin kepada mereka.

Jenni Harvey tidak yakin. Dia adalah seorang ahli saraf di University of Dundee di Skotlandia. Sel-sel lemak membuat leptin, catatnya, sehingga orang gemuk sudah menghasilkan lebih dari cukup. Bahkan, katanya, kelebihan pasokan pada akhirnya dapat menyebabkan otak berhenti merespons leptin. Akibatnya, katanya kepada Science News, perawatan yang didasarkan pada peningkatan kadar leptin di otak “tidak mungkin menghasilkan obat untuk obesitas.”

Harvey mengakui bahwa karya baru itu hanya “menggaruk permukaan” penelitian astrosit. “Ada banyak pertanyaan yang perlu dijawab.”

Warna Lemak Tubuh Mungkin Memengaruhi Bagaimana Langsingnya Orang

Lemak terkadang mendapat rap yang buruk. Ini sering dikaitkan dengan kelebihan berat badan dan kesehatan yang buruk. Tetapi lemak adalah bagian penting dari semua makhluk hidup. Dalam tubuh kita sendiri, lemak terletak di bawah kulit dan memeluk organ-organ kita. Tugasnya adalah menyimpan kalori ekstra hingga dibutuhkan. Sepertinya peran langsung. Atau itu?

Padahal, lemak tubuh itu kompleks. Sampai saat ini, para ilmuwan berpikir orang hanya memiliki satu jenis. Disebut lemak putih, lemak ini menyimpan kalori berlebih dalam molekul yang disebut lipid. Lipid dapat dipecah untuk energi ketika makanan sulit ditemukan. Lemak putih adalah apa yang orang pikirkan ketika mereka memikirkan lemak tubuh.

Tetapi sekitar 50 tahun yang lalu, para peneliti menemukan bahwa orang juga memiliki lemak coklat. Ini sebenarnya membakar kalori.

Para ilmuwan pertama kali menemukan lemak coklat sekitar 500 tahun yang lalu. Mereka menemukannya di marmut hibernasi (juga dikenal sebagai groundhogs atau woodchucks). Hanya sedikit lemak tubuh yang berwarna coklat. Jadi untuk waktu yang lama, para ilmuwan mengira lemak coklat adalah kelenjar yang hanya ada pada hewan yang berhibernasi. Hanya dalam 100 tahun terakhir mereka menyadari “kelenjar” ini sebenarnya adalah jenis lemak khusus.

Para ilmuwan masih belajar tentang lemak coklat. Penelitian telah menemukan pentingnya hewan hibernasi. Penelitian itu membantu menunjukkan bahwa lemak cokelat memainkan peran penting dalam cara tubuh menggunakan energi. Dan hubungan itu menunjukkan bahwa meningkatkan lemak coklat pada orang mungkin membantu mereka menurunkan berat badan dan mungkin mengobati penyakit kronis tertentu, seperti diabetes.

Sebagian besar lemak tubuh pada hewan, termasuk manusia, berwarna putih. Dan itu adalah jaringan yang menyelamatkan jiwa. Sebagian besar hewan tidak memiliki persediaan makanan konstan. Sampai cukup baru-baru ini, kebanyakan orang juga tidak. Lemak putih memungkinkan individu untuk makan lebih dari yang mereka butuhkan ketika makanan mudah ditemukan. Ini menyimpan kalori ekstra itu sampai makanan menjadi langka. Kemudian tubuh membakarnya untuk energi agar tetap hidup sampai lebih banyak makanan muncul.

Hewan yang berhibernasi mengambil ini secara ekstrim, jelas Mallory Ballinger. Dia adalah ahli biologi evolusi di University of California, Berkeley. Hibernasi memungkinkan banyak hewan untuk melewati kondisi musim dingin yang keras. Kelelawar, tupai, dan beruang, misalnya, semua makan di musim gugur. Mamalia ini mengemas pon – hingga setengah dari berat badan mereka – dalam persiapan untuk musim dingin yang panjang dan dingin.

Hewan tidak makan ketika mereka berhibernasi. Sebaliknya, mereka membakar lemak putih mereka untuk menjaga tubuh mereka tetap berjalan. Tetapi mereka hanya memiliki begitu banyak lemak untuk dibakar. Untuk membuatnya bertahan sepanjang musim dingin, makhluk ini harus menggunakannya perlahan. Jauh lebih lambat dari biasanya. Untuk melakukan ini, mereka memasuki keadaan yang disebut mati suri.

 

Mengapa Tidur Di Akhir Pekan Tidak Akan Berhasil

Apakah anda menggunakan akhir pekan untuk tidur? Jika demikian, Anda mungkin ingin memikirkan kembali itu. Pada orang dewasa muda, menggunakan akhir pekan untuk mengejar ketinggalan tidur di hari kerja dapat menimbulkan risiko kesehatan. Ini termasuk kudapan larut malam, penambahan berat badan dan sensitivitas yang lebih rendah terhadap insulin (hormon yang mengontrol gula darah).

“Pesan yang dibawa pulang pada dasarnya adalah bahwa Anda tidak bisa menebus [kurang tidur] dengan tidur beberapa jam lagi di akhir pekan,” kata Paul Shaw, yang tidak terlibat dalam penelitian ini. Dia adalah seorang ahli saraf di Universitas Washington di St. Louis, Mo. “Tidak sesederhana mengatakan, ‘Oh, jika saya tidur di akhir pekan, saya akan lebih baik,'” katanya.

Sejak 1990-an, para ilmuwan telah memahami bahwa kurang tidur dapat membahayakan kesehatan seseorang. Perubahan yang disebabkannya dapat menyebabkan obesitas dan diabetes tipe 2. Namun pada tahun 2014, sedikit lebih dari satu dari setiap tiga orang dewasa A.S. melaporkan tidur kurang dari yang disarankan tujuh jam semalam. Itu menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit A.S.

Akhir pekan mungkin tampak seperti waktu yang tepat untuk tidur. Namun, para ilmuwan tidak yakin itu akan berhasil. Jadi Christopher Depner dan rekan-rekannya memutuskan untuk mengujinya. Depner adalah ahli fisiologi tidur. Dia bekerja di University of Colorado, Boulder.

Tim melihat tiga kelompok orang di usia 20-an. Selama kurang lebih dua minggu, masing-masing kelompok mengikuti jadwal tidur yang ditetapkan. Satu kelompok tidur sekitar delapan jam setiap malam. Kelompok lain hanya mendapat sekitar lima jam shuteye per malam. Kelompok ketiga tertidur sekitar lima jam setiap minggu, tetapi bisa tidur kapan saja dan berapa pun yang mereka inginkan selama akhir pekan.

Kelompok terakhir itu bertahan hingga tengah malam atau 1 pagi pada hari Jumat dan Sabtu malam. Pagi-pagi berikut, mereka tidur sampai sekitar pukul 11 ??siang dan siang. Tetapi mereka juga begadang pada hari Minggu. Yang tersisa hanya sekitar enam jam waktu tunda sebelum minggu kerja berikutnya dimulai. Sepanjang akhir pekan, orang-orang ini hanya tidur sekitar 1,1 jam lebih banyak daripada yang dibutuhkan tubuh mereka, para peneliti menemukan.

“Jadi mereka memang mendapatkan tidur tambahan,” catatan Depner. Tapi itu tidak cukup untuk menebus tidur mereka yang hilang selama seminggu. Itulah yang dia dan timnya laporkan 28 Februari di Current Biology.

Sumbat Kuman Untuk Produk Darah

Perawatan baru dapat menonaktifkan kuman di beberapa produk darah yang disumbangkan untuk digunakan dalam transfusi. Administrasi Makanan dan Obat-obatan A.S. menyetujui penggunaan perawatan baru ini Desember lalu. Bank darah di Puerto Rico mulai menggunakannya segera. (Wabah penyakit serius telah mengguncang pulau. Dan virus yang bertanggung jawab tidak muncul selama skrining darah.) Bulan ini, bank darah di daratan AS akan mulai mulai menggunakan pengobatan baru juga.

Anda mungkin menganggap sistem baru sebagai bug zapper. Ini mencegah virus, bakteri dan parasit protozoa berkembang biak dalam dua komponen darah – plasma dan trombosit. Bank darah biasanya memasok kedua produk untuk ditransfusikan ke orang yang sangat sakit atau terluka parah.

Ada beberapa komponen dalam darah: Sel darah merah, yang paling terkenal, mengangkut oksigen ke seluruh tubuh. Plasma adalah bagian cairan. Ini mengandung protein yang membantu melawan penyakit. Trombosit akan membantu pembekuan darah untuk mencegah pendarahan.

Perawatan baru ini dikenal sebagai Pencegatan karena mencegat infeksi sebelum mencapai pasien transfusi. Mencegat hanya bekerja untuk trombosit dan plasma. Itu karena bagian-bagian darah ini transparan, dan sistemnya menggunakan cahaya. Hemoglobin berpigmen gelap dalam sel darah merah menghalangi cahaya, sehingga pengobatan tidak akan bekerja pada bagian darah ini.

Produk yang disediakan oleh bank darah AS sudah sangat aman. Seseorang harus cukup sehat agar bank darah dapat menerimanya sebagai donor. Namun, bank darah menyaring darah yang disumbangkan untuk penyakit tertentu. Masalahnya: penyakit baru dapat muncul sebelum tes untuk mereka ada.

Itulah yang terjadi ketika Virus West Nile muncul, catat Harvey Klein. Dia kepala obat transfusi darah untuk National Institutes of Health Clinical Center di Bethesda, Md. “Orang-orang terinfeksi sebelum tes dapat dilisensikan dan darah dapat diperiksa,” katanya.

Pada tahun 2002, tiga tahun setelah kasus West Nile pertama kali muncul di Amerika Serikat, para ilmuwan mendokumentasikan 23 kasus orang yang terinfeksi virus melalui transfusi komponen darah. Sebelum itu, para ilmuwan belum menyadari bahwa virus dapat menginfeksi orang melalui transfusi.

Lebih banyak kemungkinan menerima infeksi daripada yang dilaporkan, kata Klein. Bank tidak mulai menyaring darah untuk Virus West Nile hingga Juli 2003. Jika ada cara untuk menonaktifkan virus pada saat itu, “West Nile tidak akan pernah ditularkan melalui transfusi darah,” kata Klein.

Saat ini, dua penyakit yang ditularkan oleh nyamuk mulai muncul di Amerika Serikat. Chikungunya (CHIHK-uhn-GUN-yuh) menyebabkan gejala mirip flu yang dapat berlangsung sekitar seminggu. Kemudian, nyeri sendi yang menyiksa dapat terjadi dan berlangsung berminggu-minggu hingga bertahun-tahun. Tanpa obat, penyakit ini harus berjalan dengan sendirinya. Dalam dekade terakhir, lebih dari 3 juta orang di seluruh dunia telah belajar secara langsung kesengsaraan yang ditimbulkannya.

Tanam ‘Vampir’ Menunggu Sebentar

Sebagian besar tanaman membuat makanan mereka sendiri. Namun, beberapa yang dikenal sebagai parasit, hidup dengan meremukkan yang lain. Penelitian baru menawarkan wawasan mengejutkan tentang bagaimana freeloaders ini menemukan host mereka. Dan mencari tahu cara menggagalkan taktik mereka mungkin membantu menyelamatkan makan siang kita. Data baru, misalnya, dapat menunjukkan kepada petani bagaimana mereka dapat melindungi tanaman seperti beras dan kacang-kacangan, yang dapat menjadi mangsa para pekerja lepas yang merampok energi seperti itu.

Gulma adalah pengganggu botani. Mereka mengancam untuk keluar dan kadang-kadang menghancurkan tanaman bernilai tinggi atau tanaman lanskap. Bagaimana mungkin benih gulma parasit menemukan inang baru tiket makanannya? Tumbuhan tidak memiliki mata atau telinga. Tetapi mereka dapat “mencium” dengan merasakan sinyal kimia di lingkungan sekitar mereka. Tetap saja, mereka harus bersabar. Benih yang berkecambah tanpa makanan di dekatnya berisiko kelaparan. Jadi biji dari spesies ini kadang-kadang akan mengintai di tanah selama lebih dari satu dekade, menunggu sinyal bahwa sudah waktunya untuk tumbuh. Panggilan bangun dapat berasal dari bahan kimia yang dikenal sebagai hormon. Akar tanaman melepaskan senyawa pensinyalan kuat ini.

Ini sudah banyak diketahui: Saat tanaman tumbuh, akarnya melepaskan strigolakton (Stry-go-LAK-toans)  hormon-hormon itu ke dalam tanah. Ketika benih tanaman parasit terdekat mendeteksi hormon, ia menyadari makanan sudah dekat. Jadi, parasit mulai menumbuhkan tonjolan mirip akar. Ini terus tumbuh sampai mereka mencapai tuan rumah. Setelah mereka menempel pada inang itu, mereka mulai mengisap nutrisi dari jaringannya.

Gulma parasit “seperti vampir kecil,” jelas David Nelson. Seorang ahli genetika di Universitas Georgia di Athena, ia memimpin penelitian baru.

Tetapi bagaimana hormon-hormon tanaman memberi sinyal tanaman parasit untuk tumbuh telah membingungkan para ilmuwan sejak lama. Faktanya, itu adalah pertanyaan kunci yang mendorong studi baru timnya, yang muncul di Science 31 Juli.

Nelson mempelajari bagaimana tanaman menafsirkan sinyal di lingkungan mereka. Untuk penelitian baru, ia memeriksa vampir botani dalam keluarga Orobanchaceae (Or-oh-ban-KASE-ee-ay). Keluarga ini mencakup lebih dari 2.000 spesies. Hampir semua adalah parasit, dan banyak yang diketahui merusak tanaman. Nelson melihat bagaimana parasit berevolusi – berangsur-angsur berubah dari generasi ke generasi – untuk merasakan strigolakton sebagai isyarat pertumbuhan.

Para ilmuwan telah mengetahui bahwa kebakaran hutan memicu sejumlah benih untuk bertunas. Pada tahun 2004, penelitian menunjukkan bahwa senyawa dalam asap yang disebut karrikin adalah isyarat tumbuh. “Itu keren,” kata Nelson tentang sinyal asap. “Tapi tidak ada yang tahu bagaimana mereka bekerja.”

Untuk mengetahuinya, Nelson memutuskan untuk menyaring tanaman hutan untuk gen yang akan memicu kecambah sebagai respons terhadap asap. Ini seperti menentukan bagian radio mana yang diperlukan untuk fungsi tertentu – misalnya, kontrol volume.

Jika dia adalah seorang ahli genetika radio, Nelson mengatakan dia akan “memesan 10.000 radio, membukanya dan secara acak memecahkan sesuatu di setiap perangkat.” Selanjutnya, dia akan mencari radio yang rusak yang kehilangan kontrol volume – misalnya, yang tetap keras secara permanen , atau yang tidak pernah dinyalakan.

Terakhir, dia mengumpulkan semua radio dengan masalah kontrol volume dan membukanya untuk mencari tahu bagian mana yang rusak.

 

Perangkat Baru Datang Untuk Membantu Yang Cacat

Ketika seseorang menderita cedera parah, tugas sehari-hari bisa menjadi sulit, jika bukan tidak mungkin. Seseorang yang kehilangan lengan atau tangannya tidak dapat menggenggam dan memutar gagang pintu. Untuk seseorang yang menggunakan kursi roda, langkah kecil sekalipun dapat menghalangi jalan mereka. Tetapi pada 15 Februari, para peneliti di sebuah pertemuan ilmiah besar menggambarkan serangkaian perangkat baru yang dikembangkan untuk mengatasi keterbatasan fisik tersebut. Banyak yang sekarang menjalani tes awal. Mereka tidak akan dijual segera. Tetapi suatu hari di masa depan yang tidak terlalu jauh, versi canggih dari perangkat ini dapat membuat hidup lebih mudah bagi banyak orang.

Ambil contoh, seseorang yang kehilangan penggunaan tangan mereka. Itu masalah yang lebih umum daripada yang disadari kebanyakan orang, kata Kyu Jin Cho. Dia adalah insinyur mesin di Seoul National University di Korea. Sekitar 500.000 orang berakhir di kursi roda setiap tahun. Dari mereka, sekitar setengahnya juga menderita luka di tangan mereka, catat Cho. Dan jumlah itu tidak termasuk orang-orang yang menderita luka hanya di tangan mereka.

Untuk mengatasi ini, Cho dan timnya telah merancang sarung tangan yang terbuat dari bahan yang fleksibel dan seperti karet. Ini memiliki tiga jari yang pas di ibu jari, jari telunjuk dan jari tengah pemakainya. Kabel yang terpasang pada jari-jari itu dapat digerakkan oleh motor kecil. Motor, dikendalikan oleh saklar sederhana, menarik kabel untuk membuka dan menutup tangan. Hasilnya adalah sarung tangan yang dapat membantu orang menggenggam benda.

Kelompok Cho menyebut penemuannya Exo-Glove Poly. Exo berasal dari bahasa Yunani untuk “luar.” Ini merujuk pada fakta bahwa sarung tangan ini dipakai di luar tubuh pengguna. Poly, bahasa Yunani untuk “many,” merujuk pada fakta bahwa bahan seperti sarung tangan dari karet adalah polimer.

Peneliti lain telah merancang sarung tangan yang menerima impuls saraf dari otot lengan pengguna untuk membantu mengendalikan gerakan sarung tangan. Tetapi perangkat-perangkat sebelumnya relatif rumit. Jika diproduksi, mereka akan mahal, catat Cho. Orang-orang yang telah menguji Exo-Glove Poly menyukai kesederhanaannya, katanya. Manfaat lain: Ini tahan air. Itu berarti pengguna dapat mencuci tangan atau mencuci piring saat memakainya. Sarung tangan juga bisa dilepas dan dicuci saat sudah kotor.

Tim Korea ini berada di antara pusat penelitian yang menggambarkan teknologi baru, minggu lalu, untuk orang-orang dengan cacat fisik serius. Mereka memamerkan perangkat mereka, di sini, pada pertemuan tahunan Asosiasi Amerika untuk Kemajuan Ilmu Pengetahuan (AAAS).

Bagaimana Gula Palsu Bisa Menyebabkan Makan Berlebih

Orang yang mencoba menurunkan berat badan dapat beralih ke gula palsu atau makanan yang mengandungnya. Tetapi pengganti gula ini telah memicu kontroversi dalam beberapa tahun terakhir. Satu alasan: Penelitian telah menunjukkan bahwa mereka benar-benar dapat meningkatkan nafsu makan seseorang. Sebuah studi baru sekarang menegaskan hal itu dan menunjukkan alasannya.

Dalam studi baru, para ilmuwan menunjukkan bahwa memakan pemanis buatan yang populer membuat lalat buah dan tikus lapar. Studi ini penting karena “tidak ada yang benar-benar tahu” apa yang terjadi di otak atau di tempat lain untuk memicu rasa lapar itu, kata Herbert Herzog. Dia bekerja di Garvan Institute of Medical Research di Sydney, Australia. Sebagai seorang ilmuwan saraf, ia mempelajari cara kerja otak. Dalam studi baru, timnya menunjukkan bagaimana otak merespons diet yang mengandung gula buatan. Jika orang merespons dengan cara yang sama – dan tim Herzog berpikir mereka akan – konsumsi gula palsu dalam jangka panjang dapat mendorong orang untuk makan berlebihan.

Para peneliti memberi makan gula dan ragi alami pada dua kelompok lalat buah. Satu kelompok tidak makan apa pun. Kelompok lain juga mendapat bonus. Selama lima hari, makanannya semakin manis dengan sucralose. Ini adalah gula palsu yang dijual dengan nama Splenda.

Pada hari ke 6, kelompok kedua kembali makan makanan hanya gula dan ragi. Sepanjang hari, para ilmuwan dengan hati-hati mengukur berapa banyak setiap kelompok lalat makan. Lalat buah yang baru-baru ini memakan pemanis buatan sekarang makan 30 persen lebih banyak daripada lalat yang telah memakan makanan normal selama ini. Namun, beberapa hari setelah sucralose dikeluarkan dari diet lalat-lalat itu, mereka kembali makan makanan dalam jumlah normal.

Untuk memahami cara kerja sucralose, para peneliti menonaktifkan beberapa gen pada lalat buah. Gen yang mereka hancurkan memainkan peran besar dalam menentukan berapa banyak dan jenis makanan apa yang dimakan organisme. Setelah itu, mereka memberi makan lalat ini makanan yang dicampur dengan sucralose. Lalat dengan gen yang dinonaktifkan tidak makan berlebihan. Ini menunjukkan bahwa gula palsu pasti telah mengacaukan aksi gen sehat, menyebabkan inang mereka makan berlebihan.

Data baru menunjukkan bahwa ketika gen-gen ini tidak berfungsi dengan baik, otak menjadi sedikit bingung. Otak lalat telah berevolusi untuk mengasosiasikan makanan yang manis dengan sejumlah kalori tertentu. Sesuatu yang lebih manis adalah, semakin banyak kalori yang dimilikinya. Tetapi dengan gula palsu, rasa manisnya datang tanpa kalori. “Ketika Anda mengambil pemanis buatan, otak entah bagaimana tertipu untuk waktu yang singkat,” kata Herzog. “Tetapi kemudian ia menyadari bahwa tidak ada kalori yang masuk.” Karena tidak dapat lagi mempercayai meteran manisnya untuk mengukur berapa banyak kalori yang ada di jalan, otak mulai berperilaku seolah-olah hewan itu kelaparan. Dan ini mendesak hewan itu – di sini, lalat buah – untuk mengambil lebih banyak makanan.

Para ilmuwan juga ingin tahu apakah hal yang sama akan terjadi pada mamalia. Jadi mereka mengulangi percobaan pada tikus. Mereka kembali makan beberapa diet dengan sucralose selama seminggu. Dan dibandingkan dengan mereka yang tidak mendapatkan gula palsu, tikus-tikus ini mengkonsumsi lebih banyak makanan setelah gula buatan dikeluarkan dari makanan mereka.

Lidah ‘Rasa’ Air Dengan Merasakan Asam

Banyak orang akan mengatakan air murni rasanya tidak seperti apa pun. Tetapi jika air tidak memiliki rasa, bagaimana kita tahu apa yang kita minum adalah air? Bahasa lidah kita memang memiliki cara untuk mendeteksi air, sebuah studi baru menunjukkan. Mereka melakukannya bukan dengan mencicipi air itu sendiri, tetapi dengan merasakan asam – yang biasanya kita sebut asam.

Semua mamalia membutuhkan air untuk bertahan hidup. Itu berarti mereka harus dapat mengetahui apakah mereka memasukkan air ke mulut mereka. Indera perasa kita telah berevolusi untuk mendeteksi zat-zat penting lainnya, seperti gula dan garam. Jadi mendeteksi air juga masuk akal, kata Yuki Oka. Ia mempelajari otak di Institut Teknologi California di Pasadena.

Oka dan rekan-rekannya telah menemukan bahwa area otak yang disebut hipotalamus (Hy-poh-THAAL-uh-mus) dapat mengendalikan rasa haus. Tapi otak saja tidak bisa merasakan. Itu harus menerima sinyal dari mulut untuk mengetahui apa yang kita cicipi. “Harus ada sensor yang mendeteksi air, jadi kami memilih cairan yang tepat,” kata Oka. Jika Anda tidak bisa merasakan air, Anda mungkin minum cairan lain secara tidak sengaja. Dan jika cairan itu beracun, itu bisa menjadi kesalahan fatal.

Untuk berburu sensor air ini, Oka dan kelompoknya mempelajari tikus. Mereka menetes ke cairan lidah binatang dengan berbagai rasa: manis, asam dan gurih. Mereka juga meneteskan air murni. Pada saat yang sama, para peneliti merekam sinyal-sinyal listrik dari sel-sel saraf yang menempel pada sel-sel pengecap. Seperti yang diharapkan, para ilmuwan melihat respons saraf yang kuat untuk semua rasa. Tetapi mereka melihat respons kuat yang sama terhadap air. Entah bagaimana, selera merasakan air.

Mulut adalah tempat yang basah. Itu diisi dengan air liur – campuran enzim dan molekul lainnya. Mereka termasuk ion bikarbonat – molekul kecil dengan muatan negatif. Bikarbonat membuat air liur, dan mulut Anda, sedikit dasar. Zat dasar memiliki pH lebih tinggi dari air murni. Mereka adalah kebalikan dari zat asam, yang memiliki pH lebih rendah dari air.

Ketika air mengalir ke mulut Anda, air liur itu menyapu. Enzim dalam mulut Anda langsung masuk menggantikan ion-ion itu. Ini menggabungkan karbon dioksida dan air untuk membuat bikarbonat. Sebagai efek samping, ia juga menghasilkan proton.

Bikarbonat bersifat basa, tetapi proton bersifat asam – dan beberapa perasa memiliki reseptor yang merasakan asam. Reseptor ini untuk mendeteksi rasa yang kita sebut “asam” seperti pada lemon. Ketika proton yang baru dibuat mengenai reseptor penginderaan asam, reseptor mengirim sinyal ke saraf perasa. Dan saraf kuncup rasa terbakar bukan karena mendeteksi air, tetapi karena mendeteksi asam.

Untuk mengkonfirmasi ini, Oka dan kelompoknya menggunakan teknik yang disebut optogenetics. Dengan metode ini, para ilmuwan memasukkan molekul peka cahaya ke dalam sel. Ketika cahaya menyinari sel, molekul itu memicu impuls listrik.

Memata-matai Otak Dalam Aksi

Anda biasanya tidak diam. Begitu pula kebanyakan hewan. Sekarang tiga alat baru memungkinkan para ilmuwan melihat apa yang terjadi di dalam otak dan sistem saraf – bahkan ketika seekor binatang bergerak.

Ini mungkin terdengar seperti bukan masalah besar. Kecuali itu makhluk hidup cenderung bergerak. Mendapatkan gambar beresolusi tinggi dari sesuatu yang kecil (misalnya sel) cenderung mengharuskan mereka tidak bergerak. Sehingga bisa menghadirkan masalah besar bagi peneliti. Dan masalah itulah yang coba ditaklukkan oleh teknik baru.

Setiap inovasi dibangun di atas yang lain. Salah satunya adalah mikroskop baru yang dapat memfilmkan sel-sel otak, atau neuron, pada hewan kecil saat mereka bergerak atau melakukan hal-hal lain. Alat lain menggunakan medan magnet atau gelombang radio untuk menghidupkan atau mematikan neuron pada hewan hidup. Teknologi ketiga menawarkan alat portabel untuk melihat apa yang terjadi di otak manusia.

Alat-alat baru ini dapat membantu para ilmuwan mempelajari lebih banyak tentang otak yang hidup. Dan itu selalu menjadi tantangan. Sebagai permulaan, tengkorak menutupi otak pada banyak hewan. Tulang itu, seperti jaringan otak, adalah buram. Jadi Anda tidak bisa melihat melalui mereka. Dan melihat potongan-potongan itu – dikeluarkan dari tubuh dan di bawah mikroskop normal – tidak menunjukkan apa yang terjadi di otak hidup. Namun aktivitas otak itulah yang sangat diinginkan oleh banyak ilmuwan untuk dipahami dengan lebih baik.

Untungnya, itulah yang dapat ditampilkan oleh alat-alat baru ini.

Otak Anda adalah pusat komando tubuh. Ia mengirim dan menerima sinyal dari seluruh penjuru. Sinyal-sinyal itu mengendalikan apa yang tubuh kita lakukan dan bagaimana kita bertindak. Mempelajari pesan-pesan ini dapat menjelaskan bagaimana otak biasanya berinteraksi dengan bagian tubuh lainnya. Dan itu dapat lebih membantu para ilmuwan menemukan – dan mengobati – apa yang salah dalam penyakit yang mempengaruhi otak.

Elizabeth Hillman adalah seorang insinyur biomedis di Universitas Columbia di New York City. Mikroskop baru timnya dapat membuat film tentang apa yang terjadi di otak hewan – bahkan yang bergerak.

Hewan seperti lalat buah, cacing gelang dan ikan zebra sering berfungsi sebagai organisme model. Mereka “mendukung” orang dalam eksperimen tertentu. Ya, otak mereka cenderung sangat kecil. Mereka mungkin memiliki kurang dari setengah juta neuron, dibandingkan dengan hampir 100 miliar di otak manusia. Namun pusat saraf pada hewan-hewan ini melakukan banyak hal yang sama seperti otak manusia. Dan mereka sering melakukannya menggunakan jenis sel, organ, atau molekul pemberi sinyal yang sama.