Ikan Mas Dijadikan Cyborg, Hasil Studi Mengejutkan tentang Navigasi Hewan

JURNAL IT - Ahli saraf sedang meneliti bagaimana ikan menavigasi dunia mereka menggunakan sirkuit otak yang berbeda dengan mamalia seperti manusia.

Di satu sisi, tutup kepala itu terlihat seperti sesuatu yang akan dikenakan oleh seekor cyberfish. Di sisi lain, ini tidak jauh dari pernyataan fashion yang bisa dibuat oleh seseorang.

Para ilmuwan melakukan operasi otak pada ikan mas untuk memasang elektroda melalui lubang kecil di tengkorak ikan, ke alat perekam yang terpasang di kepalanya yang dapat memantau aktivitas saraf.

Namun para ilmuwan tidak sekedar memasang perangkat ini untuk bercanda: Mereka ingin tahu tentang mekanisme otak yang mendasari yang memungkinkan ikan bernavigasi, dan bagaimana mekanisme tersebut berkaitan dengan akar evolusi navigasi untuk semua makhluk dengan sirkuit otak.

"Navigasi adalah aspek perilaku yang sangat penting karena kita menavigasi untuk mencari makanan, menemukan tempat berlindung, menghindari pemangsa," kata Ronen Segev, seorang ahli saraf di Universitas Ben-Gurion dari Negev di Israel yang merupakan bagian dari tim yang melengkapi 15 ikan dengan tutup kepala cybernetik untuk studi yang diterbitkan pada Selasa di jurnal PLOS Biology.

Meletakkan komputer pada ikan mas untuk mempelajari bagaimana neuron bekerja di otaknya saat bernavigasi tidaklah mudah.

Dibutuhkan tangan yang hati-hati karena otak ikan mas, yang terlihat seperti sekelompok kecil kacang kedelai, panjangnya hanya setengah inci. "Di bawah mikroskop, kami mengekspos otak dan memasukkan elektroda ke dalamnya," kata Lear Cohen, seorang ilmuwan saraf dan kandidat doktoral di Ben-Gurion yang melakukan operasi untuk menyambungkan perangkat. Masing-masing elektroda memiliki diameter sehelai rambut manusia.

Sulit juga untuk menemukan cara melakukan prosedur di darat tanpa melukai subjek uji. "Ikan membutuhkan air dan Anda butuh agar ikannya tidak bergerak," katanya. Dia dan rekannya menyelesaikan kedua masalah itu dengan memompa air dan obat bius ke dalam mulut ikan.

Setelah elektroda terpasang di otak ikan, mereka dihubungkan ke sebuah alat perekam kecil yang dapat memantau aktivitas saraf dan yang disegel dalam wadah kedap air, yang dipasang di dahi ikan. 

Untuk menjaga agar komputer tidak membebani ikan dan menghalangi kemampuannya untuk berenang, para peneliti menempelkan busa plastik apung pada perangkat tersebut.

Setelah pulih dari operasi, ikan menunjukkan kemampuan tutup kepala mereka dalam sebuah percobaan. Ikan mas berenang di dalam tangki berukuran dua kaki dan lebar enam inci. 

Semakin dekat ikan berenang ke tepi tangki, semakin banyak sel navigasi di otak mereka yang menyala.

Otak-komputer ikan membantu mengungkap bahwa ikan mas menggunakan sistem navigasi yang agak berbeda dari yang ditemukan ilmuwan pada mamalia. 

Untuk manusia (dan anggota kelas mamalia lainnya), sel navigasi mengkhususkan diri dalam melakukan ping ke lokasi persis kita dalam lingkungan kita dan memetakan sekitarnya. 

Mamalia memiliki neuron khusus yang menciptakan pin "anda berada di sini" dalam peta mental mereka; para peneliti tidak menemukan sel-sel itu pada ikan.

Sebaliknya, ikan mas bergantung pada jenis neuron yang menyala untuk memberi tahu hewan bahwa ia mendekati batas atau rintangan.

Dengan menggabungkan informasi tentang seberapa jauh ia dari berbagai penghalang, ikan mampu mengorientasikan dirinya dalam ruang.

Sistem navigasi mamalia, kata Dr. Segev, memungkinkan hewan untuk menentukan "Saya di sini, saya di sini, saya di sini." Pada ikan mas, ia mengatakan, sel-sel bekerja untuk memberikan pesan yang berbeda: "Saya berada pada posisi ini di sepanjang sumbu ini, dan posisi ini di sepanjang sumbu yang berbeda."

Mr. Cohen menduga bahwa variasi dalam sirkuit navigasi hewan mungkin berhubungan dengan berbagai tantangan yang mereka hadapi di sekitar habitatnya.

Misalnya, katanya, arus rumah berair yang selalu berubah dapat berarti bahwa, bagi ikan, "lebih mudah untuk mengetahui jarak dari fitur yang menonjol dalam lingkungan daripada mengetahui posisi yang tepat."

Semua eksperimen telah disetujui oleh komite kesejahteraan hewan universitas dan para peneliti menidurkan ikan setelah percobaan berenang sehingga mereka dapat memeriksa otaknya lebih lanjut. 

Tim berharap untuk terus mempelajari bagaimana dan mengapa sistem navigasi ikan berbeda dari kita.

Adelaide Sibeaux, seorang ahli biologi di Universitas Oxford yang tidak terlibat dalam penelitian, mengatakan bahwa ia menganggap proyek itu "cukup menakjubkan" dan juga penting.

"Kita mengubah banyak lingkungan hewan, dan jika Anda memahami cara hewan bernavigasi, Anda akan tahu apakah mereka mampu mengatasi perubahan yang terjadi di dunia saat ini," kata Dr. Sibeaux; bagi ikan, itu bisa termasuk air yang menjadi keruh karena polusi.(*)