Sistem limfatik pembuangan limbah otak yang pertama kali dikonfirmasi pada manusia

• Dalam studi yang sebagian didukung NIH, melalui 5 relawan yang menjalani operasi pengangkatan tumor otak, untuk pertama kalinya dikonfirmasi bahwa sistem glimfatik (glymphatic system) juga bekerja di otak manusia yang masih hidup
• Para peneliti menyuntikkan pewarna gadolinium ke cairan serebrospinal dan melacak jalur pergerakannya dengan MRI, lalu mengamati bahwa cairan serebrospinal masuk ke otak melalui jalur tertentu, bukan menyebar secara acak
• Citra MRI menunjukkan cairan serebrospinal mengalir di sepanjang ruang perivaskular (perivascular spaces), yaitu ruang berisi cairan di samping pembuluh darah otak, dan dari sana pewarna bergerak ke jaringan fungsional otak
• Hasilnya sejalan dengan studi pencitraan pada tikus, dan penting karena mengonfirmasi sistem glimfatik yang berfungsi pada manusia hidup, yang sebelumnya hanya memiliki petunjuk dari sampel otak manusia pascakematian
• Kerusakan sistem glimfatik dapat berkontribusi pada perkembangan penyakit Alzheimer dan gangguan kognitif lain, sehingga dasar bagi penelitian untuk meningkatkan atau memulihkan sistem ini, seperti memperbaiki kualitas tidur, menjadi semakin kuat

---

Aliran cairan serebrospinal yang dikonfirmasi pada manusia hidup

• Sistem limfatik kurang dikenal dibanding sistem pembuluh darah, tetapi melalui jaringan pembuluh limfa di seluruh tubuh, sistem ini menghilangkan sel mati dan limbah dari aliran darah serta membantu pergerakan sel imun yang melawan infeksi
• Dulu sistem limfatik dianggap tidak mencapai otak, tetapi selama 12 tahun terakhir ditemukan sistem pembuluh yang mengandung cairan serebrospinal pada jaringan otak tikus
  • Pembuluh-pembuluh ini tampaknya terhubung dengan sistem limfatik dan dapat membantu menghilangkan toksin dari otak
• Sistem pembuangan limbah otak ini disebut sistem glimfatik (glymphatic system)
  • Sejumlah studi menunjukkan bahwa kerusakan terkait usia atau cedera fisik pada sistem glimfatik dapat berkontribusi pada perkembangan penyakit Alzheimer dan gangguan kognitif lain
• Pada tikus, kerja sistem glimfatik secara real-time telah diamati, dan petunjuk pembuluh serupa juga ditemukan pada sampel otak manusia pascakematian, tetapi sebelum studi ini sistem glimfatik yang berfungsi pada manusia hidup belum pernah dikonfirmasi

Penyuntikan pewarna saat operasi dan pelacakan MRI

• Tim peneliti yang dipimpin Dr. Juan Piantino dari Oregon Health & Science University merekrut 5 relawan yang membutuhkan operasi pengangkatan tumor otak
• Selama operasi, para relawan menerima suntikan pewarna gadolinium ke cairan serebrospinal, lalu MRI digunakan untuk melacak jalur pergerakan pewarna ke dalam otak
  • Satu relawan menjalani MRI T2/FLAIR pada 12 jam dan 24 jam setelah operasi
  • Empat relawan lainnya menjalani pencitraan T2/FLAIR pada 24 jam dan 48 jam setelah operasi
• Hasil pemindaian menunjukkan bahwa cairan serebrospinal mengalir ke otak melalui jalur yang jelas, yaitu ruang perivaskular, ruang berisi cairan yang memanjang mengikuti pembuluh darah di dalam otak
  • Pergerakan pewarna dari ruang ini ke jaringan fungsional otak juga diamati
  • Hasil ini konsisten dengan hasil pencitraan yang sebelumnya diamati pada tikus
• Piantino menjelaskan bahwa cairan serebrospinal tidak masuk ke otak secara acak seperti spons yang direndam air, melainkan bergerak melalui jalur-jalur ini
• Hasil studi ini diterbitkan pada 7 Oktober 2024 di Proceedings of the National Academy of Sciences
  • The perivascular space is a conduit for cerebrospinal fluid flow in humans: A proof-of-principle report.: laporan pembuktian konsep bahwa ruang perivaskular merupakan jalur aliran cairan serebrospinal pada manusia
• Studi-studi lain telah mengusulkan bahwa sistem glimfatik mungkin paling aktif saat tidur, dan temuan ini mendukung pentingnya upaya untuk memperkuat atau memulihkan fungsi sistem glimfatik, seperti memperbaiki kualitas tidur, pada orang yang berisiko terkena penyakit Alzheimer dan demensia lain

[GN⁺]

Pendapat di Hacker News

• Proses ini bisa dipicu bahkan saat terjaga dengan pola gambar tertentu, dan ada beberapa makalah yang mengonfirmasinya dengan MRI [1]. Konfirmasi dari NIH cenderung tertinggal dari sains, dan menurut saya riset independen sudah cukup jauh di depan
  Tahun lalu saya melihat makalah ini dan mengimplementasikan halaman yang sangat sederhana dengan parameter yang digunakan dalam makalah tersebut [2]
  Ada berbagai model penyakit dengan drainase glimfatik yang berkurang atau tidak ada, dan orang-orang seperti ini tampaknya membutuhkan terapi untuk mengosongkan otak; rutinitas gambar semacam ini tampaknya membantu. Banyak orang merasa sangat sulit melihat pola ini sebanyak jumlah yang disarankan, dan efeknya terasa di otak tetapi sulit dijelaskan, semacam rasa agak bengong. Ada juga sensasi seperti ilusi visual, seolah gambar berubah saat siklusnya berputar. Pada awalnya bisa terasa seperti kepala baru saja dipukul
  Ini menarik karena merupakan salah satu aspek penelitian penyakit yang saya amati, dan juga terkait dengan Long Covid serta ME/CFS
  [1] https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/jou...
  [2] https://www.paulkeeble.co.uk/posts/cff/

  • Karena animasi Paul entah kenapa tidak diputar dengan kecepatan konstan di lingkungan saya, saya membuat dua video 8Hz dan 12Hz yang diputar selama 254 detik, dengan siklus nyala/mati 16 detik seperti di makalah dan interval awal dalam keadaan mati
    Versi-versi ini berakhir dengan interval mati tambahan untuk mendinginkan diri dari kedipan. Di makalah frekuensinya 120Hz, tetapi karena di sini saya tidak mencoba kedipan 40Hz, frame rate 24Hz sepertinya tidak masalah. Kompresi mungkin memengaruhi tepi garis, tetapi videonya bisa diunduh
    Versi 8Hz - https://vimeo.com/1023278230/8ad6db6234
    Versi 12Hz - https://vimeo.com/1023275135/378186db55
  • Ini benar-benar pekerjaan yang luar biasa, dan keyakinan saya bahwa Langford Basilisk mungkin secara neurologis naik sekitar 25%
  • Bahwa pola visual memengaruhi aktivitas otak sudah sangat dikenal, dan para neurofisiolog memanfaatkannya di klinik. Misalnya, orang memakai cap EEG lalu diperlihatkan pola papan catur, kemudian diperiksa apakah aktivitasnya normal
    Pertanyaannya sekarang adalah apakah rangsangan semacam ini dan hasilnya, yaitu aliran cairan serebrospinal, benar-benar bermanfaat. Saya tidak tahu apakah peningkatan aktivitas yang tajam menyebabkan upaya pembersihan rebound akibat penumpukan limbah dari spike saraf, atau apakah ini memberi drainase cairan serebrospinal yang menyegarkan seperti pijat otak
    Saya curiga ini mungkin bukan aktivitas yang meningkatkan kesehatan. Jika diputar pada 6G di sentrifus seluruh tubuh, cairan serebrospinal mungkin akan mengalir lebih banyak, tetapi itu juga sepertinya tidak baik untuk kesehatan
  • Makalah itu mengatakan mereka menggunakan http://psychtoolbox.org/ untuk membuat gambar

    Psychophysics Toolbox Version 3 (PTB-3) is a free set of Matlab and GNU Octave functions for vision and neuroscience research
    Menyedihkan bahwa para ilmuwan nyaris tidak mau membagikan kode. Mengapa mereka tidak ingin membuat makalah lebih mudah direproduksi?

  • Saat menatap v0.3, saya mendapat efek yang mirip dengan sesuatu yang bisa saya picu secara manual kapan pun saya mau. Saya selalu merasa seperti memicu semacam aliran di otak, tetapi tidak ada cara untuk memastikan apa yang sebenarnya terjadi
    Saat dipicu secara manual rasanya lebih kuat, seperti mengalir turun di sepanjang tulang belakang dan akhirnya sinyal lemah mencapai anggota badan. Mungkin karena itu bukan cairan serebrospinal. Anehnya, setelah itu saya merasa bisa berpikir lebih jernih, tetapi otak sangat buruk dalam menilai dirinya sendiri, jadi kemungkinan besar itu ilusi daripada efek nyata. Ada orang lain yang bisa memicu sensasi semacam ini secara manual di otak?

• Dari “ini ada pada tikus” sampai “ini benar-benar ada pada manusia dan bukan organ vestigial” memakan waktu 12 tahun, rasanya cukup lama
  Orang-orang selalu melakukan MRI otak dengan kontras, jadi mengapa ini tidak pernah terlihat? Karena tidak ada yang mencarinya? Atau karena mekanismenya lambat?

  • Setelah mencari “MRI otak dengan kontras”, perbedaan terbesarnya tampaknya pada MRI biasa zat kontras masuk ke darah, sedangkan di sini zat kontras masuk langsung ke cairan serebrospinal. Untuk itu harus membuka tengkorak, jadi jelas tidak terdengar sederhana
  • Ada dua hal. Pertama, sawar darah-otak dan cairan serebrospinal seharusnya terpisah kecuali untuk molekul yang sangat kecil. Karena itu, dengan angiografi CT kita bisa melihat pembuluh darah yang terbedakan satu sama lain. Proses semacam ini cukup sulit diakses secara langsung saat masih hidup
    Kedua, sebagian besar komunitas neurosains selama ini berasumsi bahwa beberapa temuan dari model tikus juga bekerja pada manusia. Karena tidak mudah dibuktikan, orang memakai alat terbaik berikutnya seperti teknik pencitraan canggih untuk menunjukkan bahwa kemungkinannya sangat tinggi. Di luar bukti tambahan, penelitian semacam ini mulai memungkinkan kita menilai dengan tepat seberapa dekat alat-alat alternatif yang menaksir proses in vivo tanpa membuka kepala dengan kenyataan
  • Mereka menyuntikkan pewarna ke cairan serebrospinal untuk memeriksa pola difusi
    Prosedur ini tampaknya terlebih dahulu perlu dipastikan aman untuk manusia. Selain itu, mereka membutuhkan subjek yang memang sudah menjalani jenis operasi otak tertentu
  • Karena biasanya gadolinium tidak disuntikkan ke cairan serebrospinal. Melakukan hal itu sendiri merupakan wilayah yang cukup belum banyak dijelajahi, dan para peneliti ini bisa menemukan dataset unik tersebut lalu mengajukan pertanyaan yang menarik

• “Studi lain menunjukkan bahwa sistem glimfatik mungkin paling aktif saat tidur.”
  Bukan hanya itu, posisi tidur yang tepat juga relevan di sini. Saya tidak ingat nama ilmuwannya, tetapi ia meneliti primata dan posisi tidur alami, dan mengatakan bahwa posisi itulah yang membuka jalur cairan serebrospinal agar dapat membilas limbah otak yang menumpuk

  • Ingat posisi apa itu?

• Menarik. Apa itu hipotesis respons-frekuensi? Rasanya drainase limfatik bukan sesuatu yang ingin dilakukan setiap hari, kecuali ada masalah pada sistemnya

• Ini benar-benar menunjukkan betapa lambatnya sains dan betapa terfragmentasinya mekanisme penyebaran informasi

  • Atau mungkin karena otak adalah organ yang sangat kompleks, penuh dengan begitu banyak fungsi yang sudah diketahui maupun belum diketahui untuk memenuhi kebutuhan tertentu maupun umum. Jangan lupa bahwa kita sebagai manusia membutuhkan 100 ribu tahun untuk mencapai pemahaman otak seperti sekarang. Rasanya penilaian itu agak terlalu keras