Sebuah studi di Stanford mengenai pengambilan keputusan pada tikus mengungkapkan bahwa rasa lapar dan haus memodulasi tujuan, bukan secara langsung mempengaruhi pilihan, sehingga menyoroti peran otak dalam menavigasi kebutuhan yang saling bertentangan. Kredit: SciTechDaily.com
Membuat pilihan bisa jadi sulit. Kita sering menghadapi dilema ketika memilih satu pilihan berarti melewatkan pilihan lain. Konsep ini berlaku untuk semua orang, termasuk tikus lapar, yang menganggap setiap makanan penting. Namun bagaimana jika risikonya lebih besar daripada sekadar memilih antara sisa camilan dan sepotong keju?
Peneliti Stanford menyelidiki bagaimana tikus menyelesaikan konflik antara kebutuhan dasar dalam sebuah penelitian yang baru-baru ini diterbitkan di jurnal Alami. Mereka memberi tikus yang lapar dan haus akses yang sama terhadap makanan dan air dan menyaksikan apa yang terjadi selanjutnya.
Perilaku tikus tersebut mengejutkan para ilmuwan. Beberapa orang tertarik pada air terlebih dahulu, sementara yang lain memilih makanan. Kemudian, dengan periode pemanjaan yang tampaknya “acak”, mereka bergantian melakukannya. Dalam studi mereka, kandidat PhD Ethan Richman, penulis utama makalah tersebut, dan rekan-rekannya di departemen Biologi, Psikiatri dan Ilmu Perilaku, dan Bioteknologi mengeksplorasi alasannya. Karya ini dibangun berdasarkan kolaborasi bertahun-tahun antara penulis senior Karl Deisseroth, Profesor DH Chen di Stanford Medicine, dan Liqun Luo, Profesor Ann dan Bill Swindells di Sekolah Humaniora dan Sains, untuk memahami bagaimana otak menjaga tubuh tetap hidup. .
Buridan apa?
“Ada masalah filosofis kuno yang disebut Keledai Buridan,” jelas Richman, “di mana ada keledai yang sama-sama lapar dan haus serta jauh dari makanan dan air.” Konsep ini dikemukakan oleh filosof Aristoteles, Jean Buridan, dan Baruch Spinoza, dalam berbagai bentuk. Pertanyaannya adalah apakah keledai akan memilih satu kebutuhan dibandingkan kebutuhan lainnya atau tetap keras kepala di tengah-tengah.
Tapi hewan selalu membuat pilihan. Kita harus memenuhi kebutuhan kita untuk mempertahankan homeostatis. Richman dan rekan-rekannya ingin mengetahui bagaimana otak mengarahkan lalu lintas melalui sinyal yang bertentangan untuk mengabaikan Buridan. Mereka menyebut eksperimen perilaku mereka sebagai “Uji Buridan”.
Jika rasa lapar atau haus secara langsung memotivasi tikus untuk makan atau minum, ia akan beralih ketika kebutuhan yang satu lebih besar daripada kebutuhan lainnya. Ketika kebutuhannya sama, tikus akan terjebak. Hal ini bukanlah apa yang diamati oleh para peneliti. “Data kami menunjukkan bahwa rasa haus dan lapar tidak mempengaruhi perilaku secara langsung,” kata Richman. “Sebaliknya, mereka memodulasi perilaku secara tidak langsung. Mereka mempengaruhi apa yang kita anggap sebagai tujuan tikus saat ini.”
Tujuan seekor tikus
Kita sering menganggap pilihan sebagai momen yang menentukan. Para peneliti ingin memahami kapan dan di mana pilihan antara makanan dan air berasal dari otak. Dengan menggunakan kemajuan terkini dalam teknologi perekaman, mereka memantau aktivitas setiap neuron yang tersebar di otak tikus.
Yang mengejutkan mereka, pola aktivitas saraf di seluruh otak memprediksi pilihan tikus, bahkan sebelum tikus diberi pilihan. “Daripada memilih satu momen saja, otak tikus terus menerus menyiarkan tujuannya saat ini,” kata Richman. “Hasil dari pilihan tersulit yang Anda buat – ketika pilihannya sangat penting, tetapi kategorinya berbeda secara fundamental – mungkin ada hubungannya dengan keadaan otak Anda, bahkan sebelum pilihan itu diberikan,” kata Deisseroth. “Ini adalah hasil yang menarik dan membantu kita memahami aspek perilaku manusia dengan lebih baik.”
Menjelajahi yang acak
Para peneliti menemukan bahwa tikus yang lapar dan haus sering kali membuat pilihan yang sama berulang kali sebelum tiba-tiba beralih. “Dalam mode makan, tikus hanya akan makan dan makan. Dalam mode minum, dia akan minum dan minum,” kata Luo. “Tetapi ada aspek keacakan yang menyebabkan mereka beralih di antara keduanya. Dengan begitu, dalam jangka panjang, mereka memenuhi kedua kebutuhan tersebut, meskipun pada saat tertentu mereka hanya memilih salah satu.”
Untuk menguji keacakan ini, para peneliti melakukan percobaan lain, kali ini dengan tikus yang lapar. Saat tikus makan, para ilmuwan memperkenalkan rasa haus melalui teknik yang disebut optogenetika. Dengan optogenetika, mereka menggunakan cahaya untuk mengaktifkan neuron yang menyebabkan rasa haus. Terkadang tikus beralih ke air, terkadang mengabaikannya dan terus makan. Tingkat rasa haus yang selalu sama, membuat para peneliti menyimpulkan bahwa ada keacakan yang mempengaruhi tujuan tikus tersebut.
Para ilmuwan bingung dengan hubungan antara keacakan ini dan intensitas relatif rasa lapar dan haus. Untuk lebih memahaminya, mereka beralih ke pemodelan matematika. Terinspirasi oleh kesamaan konseptual antara hasil penelitian mereka dan bidang fisika yang jauh, para peneliti meminjam, memodifikasi, dan mensimulasikan beberapa persamaan.
“Kami terkejut dan gembira saat mengetahui bahwa beberapa persamaan sederhana dari disiplin ilmu yang tampaknya tidak berhubungan dapat memprediksi secara dekat aspek perilaku tikus dan aktivitas otak,” kata Richman. Hasil pemodelan mereka menunjukkan bahwa aktivitas otak tikus yang berhubungan dengan tujuan terus bergerak. Ia terjebak oleh kebutuhan seperti lapar dan haus. Untuk melarikan diri dan berpindah dari satu tujuan ke tujuan lain, tikus mengandalkan serangkaian aktivitas acak yang membawa keberuntungan.
Penelitian ini membuktikan pentingnya perubahan keadaan dasar otak dalam pengambilan keputusan. Kedepannya, peneliti akan mengeksplorasi apa yang menentukan dan mengapa keputusan tidak selalu masuk akal.
Di luar Buridan
“Mengenai Keledai Buridan, kita dapat mengatakan bahwa keledai tersebut telah mengambil keputusan sebelum diberi pilihan,” kata Richman, “dan jika dia harus menunggu, pilihannya mungkin akan berubah secara spontan.” Penerapan klinis penelitian ini dalam konteks manusia sedikit lebih kompleks. “Sebagai seorang psikiater, saya sering memikirkan bagaimana kita membuat keputusan yang sehat (adaptif) atau berbahaya (maladaptif),” kata Deisseroth. (Perilaku maladaptif berdampak pada kemampuan seseorang untuk membuat keputusan demi kepentingan terbaiknya dan umum terjadi pada gangguan kejiwaan.) “Sangat sulit bagi keluarga dan teman untuk melihat orang yang dicintai bertindak bertentangan dengan dorongan kelangsungan hidup mereka sendiri. Mungkin membantu untuk memahami pilihan yang dibuat sebagai cerminan lanskap dinamis yang mendasari otak pasien, yang lebih dipengaruhi oleh kelainan tersebut daripada keinginan sadar pasien.”
Meskipun penelitian ini mungkin tidak menjelaskan perilaku manusia, penelitian ini mulai mengungkap kerangka penting dalam pengambilan keputusan. “Ini adalah ilmu penemuan dasar yang mengandalkan rekayasa saraf yang cukup canggih, namun pada intinya, kami menjawab pertanyaan universal yang dipikirkan dan dialami orang sepanjang waktu,” kata Deisseroth. “Sangat menarik untuk mengembangkan dan menerapkan alat-alat modern untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan yang sangat kuno, mendalam, dan pribadi ini.”
Referensi: “Difusi lanskap saraf menyelesaikan konflik antar kebutuhan dari waktu ke waktu” oleh Ethan B. Richman, Nicole Ticea, William E. Allen, Karl Deisseroth dan Liqun Luo, 8 November 2023, Alami.
DOI: 10.1038/s41586-023-06715-z
Pekerjaan ini didanai oleh National Science Foundation, the Institut Kesehatan Nasionaldan Yayasan Gatsby.
NewsRoom.id
