Koneksi yang Rusak di Otak Phineas Gage: Kasus Terkenal Tahun 1848 pada Orang yang Selamat dari Kecelakaan
Diposting Rabu, 23 Mei 2012 jam 11:48 am oleh Evy Siscawati


Phineas Gage yang malang. Tahun 1848, pengawas rel kereta api Rutland dan Burlington di Vermont memakai batang seberat 6,5 kg dan sepanjang 1,1 meter untuk menyimpan bubuk peledak ke sebuah batu ketika ia memicu ledakan yang membuat batang tersebut terbang menembus pipi kirinya dan keluar dari atas kepalanya. Seperti dilaporkan saat itu, batang tersebut akhirnya ditemukan, “dipenuhi darah dan otak.”

Ajaibnya, Gage selamat, ia menjadi kasus paling terkenal dalam sejarah neurosains – bukan hanya karena ia berhasil selamat dari kecelakaan mengerikan yang menyebabkan kerusakan banyak dari lobus frontalis kirinya namun juga karena dampak yang dilaporkan dari cedera tersebut pada kepribadian dan perilakunya sangat luas. Gage beranjak dari seorang berusia 25 tahun yang ramah menjadi orang yang mudah marah, resah, dan kurang sopan. Teman-teman dan kerabatnya menyebutnya “bukan lagi Gage.”

Sepanjang tahun, berbagai ilmuwan mempelajari dan berargumen mengenai lokasi yang tepat dan derajat kerusakan pada korteks serebral Gage dan dampaknya pada kepribadiannya. Sekarang, untuk pertama kalinya, para peneliti di UCLA, memakai data pencitraan otak yang hilang dari sains selama satu dekade, memperluas pemeriksaan Gage untuk melihat kerusakan pada jalur materi putih yang menghubungkan berbagai bagian otak.

Dilaporkan dalam isu 16 Mei 2012 jurnal PLoS ONE, Jack Van Horn, asisten professor neurologi UCLA dan koleganya mencatat kalau sementara hampir 4 persen korteks serebral ditembus oleh jalur tongkat, lebih dari 10 persen materi putih total Gage rusak. Lewatnya besi panas ini menyebabkan kerusakan yang menyebar ke koneksi materi putih di otak Gage, yang menjadi penyebab utama perubahan perilaku yang ia alami.


Karena materi putih dan selubung myelinnya – pelapis lemak yang mengelilingi serabut saraf yang membentuk kabel otak – menghubungkan miliaran sel syaraf yang memungkinkan kita bernalar dan mengingat, penelitian ini bukan hanya menambahkan studi tentang Phineas Gage namun juga membawa pada pemahaman yang lebih baik mengenai berbagai gangguan otak yang disebabkan sebagian oleh kerusakan yang sama pada hubungan-hubungan ini.

“Apa yang kami temukan adalah hilangnya materi putih yang signifikan yang menghubungkan daerah frontal kiri dan bagian otak lainnya,” kata Van Horn, yang merupakan anggota Laboratorium Pencitraan Otak (LONI) UCLA. “Kami menyarankan kalau gangguan jaringan otak mengkompromikannya. Ini dapat berdampak lebih besar lagi pada tuan Gage daripada kerusakan korteks itu sendiri dalam mempengaruhi perubahan kepribadiannya.”

LONI adalah bagian dari proyek ambisius kerjasama Rumah Sakit Umum Massachusetts dan Lembaga Kesehatan Nasional AS untuk mendokumentasikan triliunan jalur mikroskopis antara setiap sel dari 100 miliar sel syaraf otak manusia – yang disebut konektome. Dan karena pemetaan perkawatan fisik otak akan membawa pada jawaban mengenai apa yang menyebabkan kondisi mental yang dapat berhubungan dengan kerusakan pada koneksi ini, akan sangat pantas, serta menarik secara historis, untuk melihat kerusakan pada otak Gage.

Karena tengkorak berusia 189 tahun dari Gage, yang sekarang dipamerkan di Museum Anatomi Warren di Sekolah Medis Harvard, sekarang telah rapuh dan tidak dapat lagi menjadi bahan untuk pencitraan medis, para peneliti harus melacak data pencitraan terakhir, dari tahun 2001, yang telah hilang karena berbagai masalah di Rumah Sakit Brigham and Women, afiliasi pengajaran Harvard, selama 10 tahun.

Para pengarang mampu mengungkapkan file data tomografi computer dan berhasil merekonstruksi pindai, yang mengungkapkan resolusi bermutu tertinggi yang tersedia untuk pemodelan tengkorak Gage. Selanjutnya, mereka menggunakan metode komputasi lanjut untuk memodelkan dan menentukan trayektori eksak dari batang besi yang menembus tengkoraknya. Akhirnya, karena jaringan otak asli, tentu saja, telah lama hilang, para peneliti menggunakan citra otak modern dari para pria yang sesuai dalam usia Gage dan orientasi kerja yang sama (kanan), lalu memakai piranti lunak untuk memposisikan komposit dari 110 citra tengkorak virtual Gage, diasumsikan kalau anatomi Gage akan sama.

Van Horn menemukan kalau hampir 11 persen materi putih Gage rusak, bersama dengan 4 persen korteks.

“Penelitian kami menunjukkan kalau sementara kerusakan korteks terbatas pada lobus frontal kiri, lewatnya batang besi menghasilkan gangguan luas pada konektivitas materi putih di seluruh bagian otaknya, jadi ini penyebab utama dari perubahan perilaku yang ia alami,” kata Van Horn. “Koneksi hilang antara frontal kiri, temporal kiri, dan frontal kanan korteks dan struktur limbic kiri otak, yang berdampak besar pada fungsi eksekusi dan juga emosinya.”

Dan sementara kepribadian Gage berubah, ia pada akhirnya mampu berjalan dan menemukan pekerjaan sebagai sopir kereta pos selama beberapa tahun di Amerika Selatan. Akhirnya ia wafat di San Francisco 12 tahun setelah kecelakaan tersebut.

Van Horn menemukan sebuah parallel modern.


Hilangnya konektivitas materi putih yang luas, mempengaruhi kedua belahan otak, ditambah kerusakan langsung oleh batang tersebut, yang terbatas pada belahan serebral kiri, tidak berbeda dengan pasien modern yang mengalami cedera otak traumatis,” katanya. “Dan ini analog dengan bentuk penyakit degeneratif tertentu seperti penyakit Alzheimer dan dementia temporal frontal, dimana jalur syaraf di lobus frontal meluruh, yang berdampak pada perubahan perilaku yang besar.”

Van Horn mencatat kalau kuantifikasi perubahan jalur otak Gage dapat memberikan petunjuk penting untuk perawatan klinis dan pengawasan dalam pasien trauma otak modern.

Pengarang lain studi ini adalah Andrei Irimia, Micah C. Chambers, Carinna M. Torgerson dan Arthur W. Toga, semua dari UCLA, dan Ron Kikinis dari Harvard Medical School. Penelitian ini dilakukan sebagai bagian dari Human Connectome Project.

Sumber berita:

University of California, Los Angeles (UCLA), Health Sciences

Referensi jurnal:

Van Horn JD, Irimia A, Torgerson CM, Chambers MC, Kikinis R, et al. Mapping Connectivity Damage in the Case of Phineas Gage. PLoS One, 2012 DOI: 10.1371/journal.pone.0037454

sumber