Wilayah otak tengah yang secara evolusioner kuno, superior colliculus, dapat melakukan perhitungan visual secara independen yang selama ini dikaitkan terutama dengan korteks, menurut studi PLOS Biology. Pekerjaan ini menunjukkan bahwa mekanisme pemandu perhatian dengan akar lebih dari 500 juta tahun membantu memisahkan objek dari latar belakang dan menyoroti detail yang menonjol.
Peneliti melaporkan bahwa superior colliculus—pusat visual leluhur yang dilestarikan di seluruh vertebrata—menampung sirkuit yang mampu melakukan perhitungan inti 'pusat–lingkungan' , prinsip mendasar untuk mendeteksi tepi, kontras, dan fitur menonjol dalam sebuah adegan. Temuan, yang diterbitkan pada 16 Oktober 2025 di PLOS Biology, menunjukkan bahwa kemampuan otak untuk membedakan bentuk dari dasar tidak terbatas pada korteks dan mencerminkan warisan evolusioner yang dalam. Studi ini disorot oleh Universidad Miguel Hernández de Elche dan ScienceDaily.
Bekerja dengan irisan otak tikus, tim menggabungkan optogenetik berpola, elektrofisiologi, dan pemodelan komputasional. Dengan mengaktifkan jalur retina spesifik dan merekam respons di superior colliculus, mereka menunjukkan bahwa aktivitas di lingkungan dapat menekan respons terhadap stimulus pusat—ciri khas pemrosesan pusat–lingkungan—didukung oleh pemetaan spesifik tipe sel dan simulasi skala besar.
“Selama beberapa dekade, orang berpikir bahwa perhitungan ini eksklusif untuk korteks visual, tetapi kami telah menunjukkan bahwa superior colliculus, struktur yang jauh lebih tua secara evolusioner, juga dapat melakukannya secara otonom,” kata Andreas A. Kardamakis, yang memimpin Laboratorium Sirkuit Neural dalam Visi untuk Aksi di Institut Neuroscience Spanyol (IN), pusat bersama Dewan Penelitian Nasional Spanyol (CSIC) dan Universitas Miguel Hernández (UMH) Elche. “Ini berarti bahwa kemampuan untuk menganalisis apa yang kita lihat dan memutuskan apa yang pantas mendapat perhatian kita bukanlah penemuan baru dari otak manusia, melainkan mekanisme yang muncul lebih dari setengah miliar tahun yang lalu.”
Penulis pertama bersama Kuisong Song menambahkan bahwa superior colliculus “tidak hanya meneruskan informasi visual tetapi juga memproses dan menyaringnya secara aktif, mengurangi respons terhadap stimulus seragam dan meningkatkan kontras,” yang menekankan bahwa seleksi dan prioritas input visual tertanam dalam sirkuit subkortikal kuno.
Para penulis mengatakan hasilnya mendukung pandangan hierarkis tentang penglihatan di mana struktur yang lebih tua secara evolusioner menangani perhitungan esensial dan cepat yang memandu perilaku orientasi. Memahami bagaimana sirkuit ini berkontribusi pada perhatian dapat, menurut rilis institut, memberi informasi untuk penelitian tentang kondisi yang ditandai dengan ketidakseimbangan perhatian atau hipersensitivitas sensorik.
Proyek ini melibatkan kolaborator di Karolinska Institutet dan KTH Royal Institute of Technology di Swedia dan di MIT di Amerika Serikat, dengan peneliti IN CSIC-UMH Teresa Femenía memainkan peran eksperimental kunci, menurut pengumuman institut. Tim sedang memperluas pekerjaan ke model hewan hidup untuk memeriksa bagaimana superior colliculus membentuk perhatian selama perilaku berorientasi tujuan.
Dalam beasiswa terkait, Kardamakis dan Giovanni Usseglio berkontribusi pada bab 2025 tentang evolusi sirkuit neural visuomotor ke seri Evolution of Nervous Systems Elsevier (diedit oleh J. H. Kaas), meninjau bagaimana struktur seperti superior colliculus di seluruh ikan, amfibi, reptil, burung, dan mamalia mengintegrasikan informasi sensorik dan motorik untuk memandu tatapan. Seperti yang dikatakan Kardamakis, “Evolusi tidak menggantikan sistem kuno ini; ia membangun di atasnya. Kita masih bergantung pada perangkat keras dasar yang sama untuk memutuskan ke mana melihat dan apa yang diabaikan.”
