Apa yang Dilakukan Otak Anda Saat Anda Tidak Melakukan Apa Pun | Majalah Kuanta

Setiap kali Anda secara aktif melakukan suatu tugas - misalnya, mengangkat beban di gym atau mengikuti ujian yang sulit - bagian otak Anda yang diperlukan untuk melaksanakannya menjadi "aktif" ketika neuron meningkatkan aktivitas listriknya. Tetapi apakah otak Anda aktif bahkan ketika Anda sedang bersantai di sofa?

Jawabannya, menurut temuan para peneliti, adalah ya. Selama dua dekade terakhir mereka telah mendefinisikan apa yang dikenal sebagai jaringan mode default, yaitu kumpulan area otak yang tampaknya tidak berhubungan dan aktif ketika Anda tidak melakukan banyak hal sama sekali. Penemuan ini memberikan wawasan tentang bagaimana otak berfungsi di luar tugas-tugas yang telah ditentukan dengan jelas dan juga mendorong penelitian mengenai peran jaringan otak – bukan hanya wilayah otak – dalam mengelola pengalaman internal kita.

Pada akhir abad ke-20, ahli saraf mulai menggunakan teknik baru untuk mengambil gambar otak manusia saat mereka melakukan tugas di mesin pemindai. Seperti yang diharapkan, aktivitas di area otak tertentu meningkat selama mengerjakan tugas – dan yang mengejutkan para peneliti, aktivitas di area otak lainnya menurun secara bersamaan. Para ahli saraf merasa tertarik karena selama melakukan berbagai macam tugas, area otak yang sama secara konsisten memutar kembali aktivitas mereka.

Seolah-olah area ini aktif ketika orang tersebut tidak melakukan apa pun, dan kemudian mati ketika pikiran harus berkonsentrasi pada sesuatu di luar.

Para peneliti menyebut area ini sebagai “tugas negatif”. Ketika mereka pertama kali diidentifikasi, Marcus Raichle, seorang ahli saraf di Fakultas Kedokteran Universitas Washington di St. Louis, menduga bahwa area tugas-negatif ini memainkan peran penting dalam istirahat pikiran. “Hal ini menimbulkan pertanyaan 'Apa dasar aktivitas otak?'” Raichle mengenang. Dalam sebuah eksperimen, dia meminta orang-orang yang menggunakan pemindai untuk menutup mata mereka dan membiarkan pikiran mereka mengembara sementara dia mengukur aktivitas otak mereka.

Dia menemukan bahwa selama istirahat, ketika kita beralih secara mental ke dalam, area tugas-negatif menggunakan lebih banyak energi dibandingkan bagian otak lainnya. Dalam sebuah makalah tahun 2001, dia menjuluki kegiatan ini “mode default fungsi otak.” Dua tahun kemudian, setelah menghasilkan data dengan resolusi lebih tinggi, tim dari Fakultas Kedokteran Universitas Stanford menemukan bahwa aktivitas tugas-negatif ini mendefinisikan jaringan yang koheren dari wilayah otak yang saling berinteraksi, yang mereka sebut jaringan mode default.

Penemuan jaringan mode default memicu rasa ingin tahu di kalangan ilmuwan saraf tentang apa yang dilakukan otak ketika tidak ada tugas yang berfokus ke luar. Meskipun beberapa peneliti percaya bahwa fungsi utama jaringan adalah untuk menghasilkan pengalaman pikiran kita mengembara atau melamun, ada banyak dugaan lain. Mungkin itu mengendalikan aliran kesadaran atau mengaktifkan ingatan akan pengalaman masa lalu. Dan disfungsi dalam jaringan mode default dianggap sebagai ciri potensial dari hampir setiap gangguan kejiwaan dan neurologis, termasuk depresi, skizofrenia, dan penyakit Alzheimer.

Sejak itu, banyaknya penelitian mengenai mode default telah memperumit pemahaman awal tersebut. “Sangat menarik untuk melihat jenis tugas dan paradigma berbeda yang melibatkan jaringan mode default dalam 20 tahun terakhir,” kata Lucina Uddin, seorang ahli saraf di Universitas California, Los Angeles.

Mode default adalah salah satu jaringan otak pertama yang bercirikan sains. Ini terdiri dari segelintir wilayah otak, termasuk beberapa di bagian depan otak, seperti korteks prefrontal medial dorsal dan ventral, dan lainnya tersebar di seluruh organ, seperti korteks cingulate posterior, precuneus dan girus sudut. Wilayah-wilayah ini terkait dengan ingatan, pemutaran ulang pengalaman, prediksi, pertimbangan tindakan, penghargaan/hukuman, dan integrasi informasi. (Sorotan berwarna pada gambar berikut menunjukkan beberapa area otak luar yang menjadi lebih aktif ketika jaringan default diaktifkan.)

Sejak penemuannya, para ahli saraf telah mengidentifikasi beberapa jaringan berbeda yang masing-masing mengaktifkan area otak yang tampaknya berbeda. Area-area yang diaktifkan ini tidak bertindak secara independen, melainkan selaras satu sama lain. “Anda tidak bisa menganggap orkestra simfoni hanya sebagai biola atau obo,” kata Raichle. Demikian pula, dalam jaringan otak, bagian-bagian individu berinteraksi untuk menghasilkan efek yang hanya dapat dihasilkan secara bersama-sama.

Menurut penelitian, efek dari jaringan mode default meliputi pikiran mengembara, mengingat pengalaman masa lalu, memikirkan kondisi mental orang lain, membayangkan masa depan, dan memproses bahasa. Meskipun ini mungkin tampak seperti sekumpulan aspek kognisi yang tidak berhubungan, Vinod Menon, direktur Laboratorium Neurosains Kognitif & Sistem Stanford, baru-baru ini berteori bahwa semua fungsi ini mungkin berguna dalam membangun narasi internal. Dalam pandangannya, jaringan mode default membantu Anda memikirkan tentang siapa diri Anda dalam kaitannya dengan orang lain, mengingat kembali pengalaman masa lalu Anda, dan kemudian merangkum semua itu menjadi narasi diri yang koheren.

Mode default jelas mengarah pada sesuatu yang rumit; itu terlibat dalam banyak proses berbeda yang tidak dapat dijelaskan dengan rapi. “Agak konyol untuk berpikir bahwa kita akan berpikir, 'Satu wilayah otak atau satu jaringan otak melakukan satu hal,'” kata Uddin. “Menurutku cara kerjanya tidak seperti itu.”

Uddin mulai menyelidiki jaringan mode default karena dia tertarik pada pengenalan diri, dan banyak tugas pengenalan diri, seperti mengidentifikasi wajah atau suara Anda sendiri, tampaknya terkait dengan jaringan. Dalam beberapa tahun terakhir, dia mengalihkan perhatiannya ke interaksi antar jaringan otak. Sama seperti area otak yang berbeda berinteraksi satu sama lain untuk membentuk jaringan, jaringan yang berbeda juga berinteraksi satu sama lain dengan cara yang bermakna, kata Uddin. “Interaksi jaringan lebih mudah untuk dipelajari dalam beberapa hal dibandingkan hanya jaringan yang terisolasi karena mereka bekerja sama dan kemudian berpisah dan kemudian mengubah apa yang mereka lakukan seiring berjalannya waktu.”

Dia sangat tertarik dengan cara jaringan mode default berinteraksi jaringan arti-penting, yang sepertinya membantu kami mengidentifikasi informasi paling relevan pada waktu tertentu. Karyanya menunjukkan bahwa jaringan arti-penting mendeteksi ketika ada sesuatu yang penting untuk diperhatikan dan kemudian bertindak sebagai tombol mati untuk jaringan mode default.

Para peneliti juga telah memeriksa apakah gangguan kesehatan mental seperti depresi dapat dikaitkan dengan masalah jaringan mode default. Sejauh ini, temuan tersebut masih belum meyakinkan. Pada penderita depresi, misalnya, beberapa peneliti menemukan bahwa simpul-simpul jaringan terlalu terhubung, sementara peneliti lain menemukan hal sebaliknya, yakni simpul-simpul jaringan gagal terhubung. Dan dalam beberapa penelitian, jaringan mode default itu sendiri tidaklah abnormal, namun interaksinya dengan jaringan lain memang abnormal. Temuan-temuan ini mungkin tampak tidak sesuai, namun sejalan dengan temuan-temuan terbaru bahwa depresi mungkin merupakan hal yang mungkin terjadi sekelompok kelainan yang berbeda yang hadir dengan gejala serupa.

Sementara itu, Menon telah mengembangkan apa yang disebutnya teori jaringan rangkap tiga. Penelitian ini menyatakan bahwa interaksi abnormal antara jaringan mode default, jaringan arti-penting, dan jaringan ketiga yang disebut jaringan frontoparietal dapat berkontribusi terhadap gangguan kesehatan mental termasuk skizofrenia, depresi, kecemasan, demensia, dan autisme. Biasanya, aktivitas jaringan mode default menurun ketika seseorang memperhatikan stimulus eksternal, sementara aktivitas di dua jaringan lainnya meningkat. Dorongan dan tarikan antar jaringan ini mungkin tidak bekerja dengan cara yang sama pada orang dengan gangguan kejiwaan atau perkembangan, Menon menduga.

Deanna Barch, yang mempelajari neurobiologi penyakit mental di Universitas Washington di St. Louis, tertarik dengan teori jaringan rangkap tiga. Menyelidiki bagaimana jaringan terhubung secara berbeda pada orang dengan gangguan kesehatan mental dapat membantu peneliti menemukan mekanisme yang mendasari dan mengembangkan pengobatan, katanya. Namun, menurutnya interaksi jaringan saja tidak akan sepenuhnya menjelaskan penyakit mental. “Saya menganggap pemahaman perbedaan konektivitas sebagai titik awal,” kata Barch. “Ini bukan titik akhir.”

Pemahaman saat ini tentang jaringan mode default juga bukan merupakan titik akhir. Sejak penemuannya, hal ini telah mendorong para ahli saraf untuk berpikir lebih dari sekedar tanggung jawab satu wilayah otak terhadap efek interaksi antar jaringan otak. Dan hal ini mendorong banyak orang untuk mengapresiasi aktivitas pikiran yang berfokus ke dalam diri - bahkan saat kita sedang melamun atau beristirahat, otak kita bekerja keras untuk mewujudkannya.