Peneliti di Institut Picower MIT melaporkan bahwa gelombang berputar aktivitas saraf membantu otak memulihkan fokus setelah gangguan. Dalam studi hewan, tingkat rotasi ini melacak kinerja: rotasi penuh selaras dengan respons benar, sementara siklus tidak lengkap terkait dengan kesalahan. Waktu antara gangguan dan respons juga penting, menunjukkan siklus pemulihan bergantung waktu.
Se mudah pikiran bisa melayang dari jalur, ia juga bisa memfokus ulang. Peneliti di Institut Picower untuk Pembelajaran dan Memori MIT menggambarkan bagaimana itu mungkin bekerja: dalam studi hewan, mereka mengamati aktivitas saraf tersinkronisasi yang muncul sebagai gelombang berputar melintasi korteks, membimbing pikiran kembali ke tugas yang ada.
"Gelombang berputar bertindak seperti penggembala yang mengarahkan korteks kembali ke jalur komputasi yang benar," kata penulis senior Earl K. Miller, Profesor Picower di Institut Picower dan Departemen Otak dan Ilmu Kognitif MIT.
Tamal Batabyal, peneliti pascadoktor di Institut Picower, memimpin pekerjaan tersebut, yang diterbitkan pada 3 November 2025 di Journal of Cognitive Neuroscience.
Selama eksperimen, hewan melakukan tugas memori kerja visual yang sesekali terganggu oleh distraksi. Kinerja biasanya menurun—menghasilkan kesalahan atau waktu reaksi lebih lambat—sementara ilmuwan merekam aktivitas listrik dari ratusan neuron di korteks prefrontal, wilayah sentral untuk kognisi lebih tinggi.
Untuk memeriksa bagaimana populasi neuron berkoordinasi seiring waktu, tim menerapkan pendekatan matematis yang mereka sebut sebagai pengkodean subruang. Setelah distraksi, aktivitas melacak lintasan berputar di subruang ini—efek yang disamakan Miller dengan “burung gelatik berbisik di langit,” berputar kembali ke formasi. Derajat rotasi memprediksi perilaku: ketika distraksi diatasi, aktivitas saraf membentuk lingkaran lengkap; ketika tidak, rotasi jatuh pendek rata-rata sekitar 30 derajat dan berlangsung lebih lambat. Pemulihan membaik ketika lebih banyak waktu berlalu antara distraksi dan respons yang diperlukan, memungkinkan rotasi selesai.
Secara khusus, rotasi ini muncul hanya setelah distraksi—terlepas dari jenis yang diuji—dan tidak muncul secara spontan selama tugas.
Rotasi matematis mencerminkan gelombang perjalanan fisik
Meskipun pengkodean subruang adalah representasi abstrak, pengukuran langsung menunjukkan gelombang perjalanan nyata yang berputar melintasi korteks dengan kecepatan sama seperti rotasi yang diamati di subruang. “Tidak ada alasan pada prinsipnya mengapa rotasi di subruang matematis ini harus sesuai langsung dengan rotasi di permukaan korteks,” kata Miller. “Tapi itu terjadi. Itu menunjukkan kepada saya bahwa otak menggunakan gelombang perjalanan ini untuk benar-benar melakukan komputasi, komputasi analog. Komputasi analog jauh lebih efisien energi daripada digital dan biologi menyukai solusi efisien energi. Itu cara yang berbeda, dan lebih alami, untuk memikirkan komputasi saraf.”
Penulis bersama termasuk Scott Brincat, Jacob Donoghue, Mikael Lundqvist, dan Meredith Mahnke. Studi ini didukung oleh Kantor Penelitian Angkatan Laut, Pusat Simons untuk Otak Sosial, Yayasan Freedom Together, dan Institut Picower untuk Pembelajaran dan Memori.
