Selama bertahun-tahun, para ilmuwan telah mengembangkan kelompok neuron dan sel lain berukuran mini seukuran kacang polong—yang disebut organoid otak—di laboratorium. Struktur luar biasa ini, yang berasal dari sel kulit manusia, meniru tahap awal perkembangan otak, menawarkan alat baru yang ampuh untuk memahami bagaimana otak kita terbentuk dan apa yang salah pada gangguan neurologis.
Menumbuhkan Otak dalam Hidangan: Pendekatan Penelitian Baru
Di laboratorium Harvard, Dr. Paola Arlotta dan timnya secara rutin memeriksa rak “panci muffin ilmiah”. Di dalam setiap rongga terdapat genangan cairan berwarna merah muda, menampung lusinan nugget tembus pandang – organoid otak yang terdiri dari hingga dua juta sel. Ini bukanlah otak sebenarnya, Dr. Arlotta menekankan, melainkan “replika reduksionis” yang memungkinkan para ilmuwan mempelajari aspek perkembangan otak tanpa kerumitan etika dalam bekerja dengan otak manusia.
Satu Dekade Perkembangan: Dari Sel Kulit hingga Neuron yang Dewasa
Perjalanannya dimulai dengan sel-sel kulit yang disumbangkan oleh para relawan, yang diubah menjadi sel-sel nenek moyang menyerupai yang ditemukan di otak janin manusia. Sel-sel ini kemudian berkembang biak, berkembang menjadi neuron dan jenis sel otak lainnya, membangun koneksi dan berdenyut dengan aktivitas listrik. Organoid tertua Dr. Arlotta sekarang berusia tujuh tahun dan menawarkan catatan unik tentang perkembangan otak. Hebatnya, neuron-neuron di dalam organoid ini menunjukkan perkembangan yang mencerminkan perkembangan otak manusia, mirip dengan perkembangan otak anak TK di organoid berusia lima tahun.
Memperluas Aplikasi dalam Ilmu Saraf
Bidang penelitian organoid otak berkembang pesat, memungkinkan para ilmuwan untuk:
- Melacak perkembangan sel: Amati bagaimana sel berkembang dan bermigrasi selama perkembangan janin.
- Pelajari pengaruh eksternal: Selidiki bagaimana faktor-faktor seperti gula dan senyawa lain memengaruhi perkembangan otak.
- Membuat model kondisi neurologis: Menghasilkan organoid otak dari sel individu dengan kondisi seperti autisme untuk mempelajari bagaimana mutasi genetik memengaruhi neuron.
“Setiap bulan, Anda tidak tahu apa yang akan terjadi,” kata ahli saraf Benoit Laurent, menyoroti dinamisme bidang ini.
Pertimbangan Etis dan Bangkitnya “Kecerdasan Organoid”
Ketika organoid otak menjadi lebih canggih, kebutuhan akan pengawasan etis semakin meningkat. Dr. Arlotta dan 16 ilmuwan lainnya baru-baru ini menyerukan pengawasan global, menekankan pentingnya fokus pada apa yang sebenarnya organoid itu, daripada kemungkinan-kemungkinan spekulatif. Perusahaan rintisan yang mempromosikan “kecerdasan organoid” dan membangun A.I. komputer yang menggunakan organoid menghadapi pengawasan ketat, dan beberapa kritikus menyebut klaim mereka terlalu dini.
PR telah jauh melampaui apa yang telah dilakukan,” kata ahli ilmu saraf Sergiu Pașca, sambil memperingatkan agar tidak menganggap kecerdasan berasal dari kultur sel sederhana.
Assembloid dan Studi Sinyal Nyeri
Para ilmuwan kini menggabungkan beberapa organoid ke dalam jaringan yang disebut “assembloids” untuk mempelajari proses yang lebih kompleks. Salah satu ciptaan Dr. Pașca dan timnya mereplikasi jalur rasa sakit, mengamati bagaimana neuron merespons rangsangan, bahkan menunjukkan penembakan yang tersinkronisasi—aspek kunci dari pemrosesan rasa sakit. Dengan memperkenalkan mutasi yang diketahui meningkatkan sensitivitas nyeri, mereka menunjukkan bahwa sinkronisasi diperkuat, sehingga menawarkan model untuk penyelidikan lebih lanjut.
Menjelajahi Kecerdasan Buatan dengan Organoid Otak
Insinyur biomedis Feng Guo mendorong batas-batas penelitian organoid dengan mengeksplorasi potensinya dalam memproses informasi. Sistem Brainoware miliknya memungkinkan sinyal listrik dikirim ke dan dari organoid, memungkinkan peneliti mengamati aktivitas listriknya. Dalam satu percobaan, Brainoware berhasil memecahkan kode suara vokal setelah periode pelatihan singkat, menunjukkan bentuk kecerdasan buatan yang belum sempurna.
Mengatasi Kekhawatiran Tentang Kesadaran dan Penderitaan
Meskipun kesadaran penuh masih jauh dari kemungkinan, ahli bioetika Insoo Hyun mengemukakan kekhawatiran tentang potensi organoid untuk menunjukkan memori dan kesinambungan pengalaman, terutama dalam jaringan yang lebih besar dan rumit. Terlepas dari kemungkinan adanya bentuk kesadaran yang belum sempurna, Dr. Hyun menekankan kekhawatiran yang lebih mendesak: potensi organoid untuk menderita.
Yang lebih saya pedulikan adalah ingatan, dan kesinambungan pengalaman,” kata Dr. Hyun.
Eksperimen berkelanjutan Dr. Arlotta yang melibatkan stimulasi cahaya pada organoid tertuanya menunjukkan bahwa organoid tertuanya dapat terus berevolusi, berpotensi menambah kompleksitas dan umur panjang pada model biologis unik ini. Masa depan penelitian organoid otak menjanjikan kemajuan berkelanjutan dalam pemahaman kita tentang otak manusia, perkembangannya, dan kompleksitas penyakit neurologis.
