Pikiran manusia tidak selalu bergerak dengan kecepatan yang sama. Mereka bereaksi segera terhadap bahaya di depan mata, tetapi berhenti sejenak untuk merenungkan keputusan yang kompleks. Otak menginterpretasikan informasi yang memerlukan reaksi instan serta konteks dan makna, sambil menangani informasi yang diproses secara lambat secara bersamaan. Karakteristik otak yang memungkinkan reaksi cepat dan pemikiran lambat berfungsi secara bersamaan tampak sangat jelas, tetapi cara penyesuaian ini belum dijelaskan dengan jelas selama bertahun-tahun.
Menurut penelitian baru yang baru-baru ini terungkap, setiap area otak beroperasi dengan jam internal yang berbeda dan berbagi informasi dari zona waktu yang berbeda melalui jaringan putih. Seberapa efisien jaringan putih yang menghubungkan area otak dalam mengatur pemrosesan informasi cepat dan lambat dapat mempengaruhi efisiensi berpikir, pengambilan keputusan, dan perilaku, yang dapat menyebabkan perbedaan kemampuan kognitif antar individu.
Baru-baru ini, tim profesor Linden Parks dari Rutgers University, Rutgers Health Department of Psychiatry, mengungkap bagaimana otak menghubungkan area yang memiliki ‘waktu internal’ yang berbeda untuk menciptakan fungsi kognitif, dan mempublikasikannya di edisi terbaru jurnal ilmiah ⟪Nature Communications⟫, yang dilaporkan oleh media sains seperti Science Daily.
Penelitian menunjukkan bahwa setiap area otak tidak beroperasi pada kecepatan yang sama, tetapi berfungsi dengan waktu penyimpanan informasi yang unik, yaitu ‘skala waktu saraf intrinsik (intrinsic neural timescales, INTs)’. Dengan mengatur perbedaan skala waktu ini, jaringan putih mengintegrasikan reaksi cepat dan pemikiran lambat menjadi satu sistem fungsional.
Profesor Linden Parks menjelaskan, “Untuk bereaksi terhadap lingkungan melalui perilaku, informasi yang diproses pada skala waktu yang berbeda harus digabungkan,” dan “Otak memanfaatkan konektivitas jaringan putih untuk berbagi informasi ini, dan proses integrasi ini memainkan peran kunci dalam perilaku manusia dan fungsi kognitif.”
Tim peneliti menganalisis data pencitraan otak dari total 960 orang untuk membangun peta koneksi otak individu. Selanjutnya, mereka menerapkan model matematis yang menjelaskan perubahan temporal dalam sistem kompleks untuk melacak bagaimana skala waktu saraf intrinsik dari setiap area otak ditentukan melalui konektivitas struktural. Ini mengungkapkan hubungan langsung antara karakteristik pemrosesan informasi lokal dan cara berbagi informasi antar jaringan otak.
Hasil analisis menunjukkan bahwa cara pengaturan skala waktu saraf di seluruh korteks serebral memiliki dampak signifikan pada efisiensi transisi antara pola aktivitas otak besar yang terkait dengan perilaku. Khususnya, struktur waktu ini menunjukkan perbedaan antar individu, dan perbedaan tersebut berkontribusi pada perbedaan kemampuan kognitif.
Profesor Parks menyatakan, “Perbedaan dalam cara otak memproses informasi pada kecepatan yang berbeda dapat menjadi salah satu mekanisme yang menjelaskan perbedaan kemampuan kognitif antar individu.” Tim peneliti juga mengonfirmasi bahwa pola waktu ini terkait dengan karakteristik genetik, molekuler, dan seluler dari jaringan otak. Hubungan serupa juga diamati pada otak tikus, menunjukkan kemungkinan bahwa ini adalah mekanisme yang terpelihara antar spesies.
Tim peneliti menjelaskan, “Semakin efektif struktur koneksi putih menghubungkan pemrosesan informasi cepat dan lambat dari setiap area otak, semakin tinggi kecenderungan kemampuan kognitif secara keseluruhan.” Ini menunjukkan bahwa konektivitas struktural otak adalah elemen kunci dalam integrasi informasi temporal, melampaui sekadar jalur pengiriman informasi.
Berdasarkan hasil penelitian ini, tim peneliti saat ini menerapkan pendekatan analisis yang sama pada gangguan neuropsikiatri utama seperti skizofrenia, gangguan bipolar, dan depresi. Dengan mengungkap bagaimana perubahan konektivitas otak mempengaruhi cara pemrosesan informasi seiring waktu, tujuan mereka adalah untuk memahami patologi penyakit mental dari perspektif baru.
