Ketika mencium sesuatu, otak manusia ternyata bekerja jauh lebih cepat dan terorganisir daripada perkiraan sebelumnya. Riset terbaru dari para ilmuwan di Tokyo mengungkapkan bahwa otak menentukan identitas aroma terlebih dahulu, kemudian baru memutuskan apakah bau tersebut menyenangkan atau tidak.
Penelitian ini dipimpin oleh Masako Okamoto, Associate Professor di University of Tokyo, yang selama ini mendalami sistem penciuman—bagian kompleks di otak yang mengubah molekul di udara menjadi pengalaman aroma yang beragam.
**Proses Otak Mengolah Bau: Dari Molekul Menjadi Persepsi**
Semua aroma berawal dari molekul kecil yang memasuki hidung. Sel-sel sensorik mendeteksi molekul-molekul ini kemudian mengirimkan sinyal listrik ke bagian otak yang memproses bau.
Untuk melacak jalur sinyal tersebut, para peneliti menggunakan electroencephalography (EEG)—alat yang merekam perubahan tegangan listrik halus pada kulit kepala. Melalui EEG, peneliti dapat melihat ritme otak yang naik-turun beberapa kali per detik saat seseorang mencium sesuatu.
Salah satu ritme paling penting adalah gelombang theta, yang berosilasi sekitar 4-7 kali per detik. Sejumlah kajian ilmiah menunjukkan bahwa gelombang lambat ini membantu mengatur aktivitas di jalur penciuman dan menghubungkan pola napas dengan persepsi bau.
**Melacak Sinyal Paling Awal: Identitas Bau Muncul dalam 640 Milidetik**
Dalam penelitian ini, relawan mengenakan penutup kepala berisi banyak elektroda dan mencium sembilan jenis aroma berbeda, mulai dari bau makanan hingga aroma bunga. Peneliti juga mengukur kemampuan dasar setiap peserta, seperti kepekaan mendeteksi aroma lemah, kemampuan membedakan aroma yang mirip, serta kemampuan menamai aroma tertentu.
Hasilnya mengejutkan: aktivitas theta antara 80 hingga 640 milidetik setelah aroma terdeteksi membawa informasi tentang struktur kimia setiap molekul bau. Peserta yang otaknya lebih “presisi” dalam mengodekan fitur molekul ini juga memperoleh nilai lebih tinggi dalam tes diskriminasi aroma yang menantang.
Dalam percobaan dua pilihan, pola theta awal lebih akurat muncul pada jawaban benar dibanding jawaban salah. Artinya, sejak awal otak sudah mengirimkan sinyal penting tentang identitas aroma.
**Cara Otak Menentukan Identitas Aroma**
Temuan ini sejalan dengan riset sebelumnya yang menunjukkan bahwa dalam ratusan milidetik pertama, otak lebih fokus pada fitur-fitur objektif dari stimulus bau, bukan pada persepsi subjektif.
Studi lain yang merekam langsung dari piriform cortex—area utama penciuman di dasar otak—juga menemukan bahwa identitas aroma bisa “terbaca” dalam waktu kurang dari setengah detik setelah seseorang menghirup.
Penelitian terbaru ini memperluas bukti tersebut karena menunjukkan pola serupa pada orang sehat, tanpa sensor tanam, hanya melalui EEG di kulit kepala.
“Pada tahap yang sangat awal setelah aroma muncul, otak terutama mengodekan fitur molekul objektif untuk mendukung kemampuan membedakan aroma,” ujar Prof. Masako Okamoto.
**Saat Otak Mulai Menilai: Enak atau Tidak?**
Beberapa ratus milidetik setelah sinyal awal selesai, muncul pola ritme lain—kali ini jauh lebih lambat. Gelombang sangat lambat mulai mencerminkan penilaian emosional terhadap aroma.
Berbeda dengan gelombang theta, gelombang lambat tidak mencerminkan struktur kimia molekul, melainkan seberapa menyenangkan atau tidaknya aroma menurut persepsi masing-masing individu.
Penilaian ini berkaitan dengan respons emosional yang dikumpulkan melalui kuesioner: seberapa kuat peserta merasakan dan menikmati aroma tertentu.
Penelitian EEG sebelumnya juga menunjukkan bahwa aroma menyenangkan dan tidak menyenangkan menghasilkan pola komunikasi otak yang berbeda, terutama di area frontal dan sistem emosi.
**Pembagian Tugas dalam Otak: Objektif Dulu, Perasaan Kemudian**
Keseluruhan temuan ini menunjukkan adanya pembagian tugas yang jelas dalam sistem penciuman:
**Gelombang theta awal (80-640 ms)**: fokus pada informasi kimia aroma yang membantu identifikasi cepat
**Gelombang lambat berikutnya**: menangani penilaian emosional apakah aroma terasa nyaman, netral, atau tidak enak
Pemisahan ini memberikan keuntungan evolusioner: manusia perlu cepat mengidentifikasi apakah aroma tertentu menandakan makanan, bahaya, atau sesuatu yang harus dihindari.
**Implikasi Medis: Dari Kesehatan Indra Penciuman hingga Terapi**
Para peneliti menyatakan bahwa ritme awal ini dapat menjadi indikator penting untuk kesehatan penciuman. Jika gelombang theta awal melemah, hal ini dapat mengindikasikan kehilangan penciuman akibat infeksi virus, cedera kepala, atau penyakit neurodegeneratif.
Sementara itu, ritme yang berhubungan dengan kesenangan terhadap aroma mungkin bisa dimanfaatkan dalam rehabilitasi. Latihan penciuman yang menggabungkan paparan aroma sambil memperhatikan emosi yang ditimbulkan dapat berpotensi memperkuat kembali gelombang lambat, hingga membantu pasien memulihkan kemampuan menikmati aroma setelah sakit.
**Signifikansi Penelitian**
Penelitian ini memberikan pemahaman baru tentang bagaimana otak memproses informasi sensorik dengan cara yang sangat terorganisir dan efisien. Temuan bahwa identifikasi aroma terjadi lebih dulu sebelum penilaian emosional menunjukkan bahwa sistem penciuman manusia telah berevolusi untuk mengutamakan keakuratan identifikasi sebelum membuat penilaian subjektif.
**Metodologi yang Inovatif**
Penggunaan EEG untuk mengukur aktivitas gelombang otak dalam penelitian ini menunjukkan bahwa teknologi non-invasif dapat memberikan wawasan mendalam tentang proses neurologi yang kompleks. Hal ini membuka peluang untuk penelitian lebih lanjut tentang bagaimana berbagai gangguan dapat memengaruhi kemampuan penciuman.
**Aplikasi Praktis**
Temuan ini dapat diterapkan dalam berbagai bidang, mulai dari diagnosis medis hingga pengembangan terapi untuk pasien dengan gangguan penciuman. Pemahaman tentang timing dan mekanisme pemrosesan aroma juga dapat berkontribusi pada pengembangan teknologi artificial nose atau sistem deteksi bau elektronik.
Penelitian
Sumber: Kompas.com
Buku Terkait: