Peneliti di Rutgers Health telah mengidentifikasi bagaimana otak mengintegrasikan pemrosesan cepat dan lambat melalui koneksi materi putih, yang memengaruhi kemampuan kognitif. Diterbitkan di Nature Communications, studi ini menganalisis data dari hampir 1.000 orang untuk memetakan skala waktu saraf ini. Variasi dalam sistem ini dapat menjelaskan perbedaan efisiensi berpikir dan menjanjikan untuk penelitian kesehatan mental.
Otak manusia mengelola informasi yang datang dengan kecepatan sangat berbeda, dari isyarat lingkungan langsung hingga refleksi sadar tentang konteks dan niat. Penyelidikan baru dari Rutgers Health, yang dirinci dalam Nature Communications, mengungkapkan bagaimana otak mencapai keseimbangan ini melalui skala waktu saraf intrinsik—jendela pemrosesan unik untuk setiap wilayah otak—dan jaringan materi putih yang menghubungkannya.
Dipimpin oleh Linden Parkes, dosen ahli psikiater di Rutgers Health, tim memeriksa pencitraan otak dari 960 individu untuk membangun konektom terperinci. Mereka menggunakan model matematika untuk melacak aliran informasi melintasi jaringan ini. "Untuk memengaruhi lingkungan kita melalui tindakan, otak kita harus menggabungkan informasi yang diproses dalam skala waktu berbeda," jelas Parkes. "Otak mencapai ini dengan memanfaatkan konektivitas materi putihnya untuk berbagi informasi antar wilayah, dan integrasi ini krusial untuk perilaku manusia."
Temuan menunjukkan bahwa pengaturan skala waktu ini di seluruh korteks serebral menentukan seberapa lancar otak beralih antara pola aktivitas yang terkait dengan perilaku. Tidak semua orang memiliki pengaturan yang sama: "Kami menemukan bahwa perbedaan dalam cara otak memproses informasi pada kecepatan berbeda membantu menjelaskan mengapa orang berbeda dalam kemampuan kognitif mereka," catat Parkes. Mereka yang memiliki perwatan lebih baik untuk sinyal cepat dan lambat cenderung menunjukkan kapasitas kognitif lebih tinggi.
Pola ini juga terkait dengan fitur genetik, molekuler, dan seluler otak, dengan kemiripan yang diamati pada tikus, menunjukkan konservasi evolusioner. "Pekerjaan kami menyoroti hubungan mendasar antara konektivitas materi putih otak dan sifat komputasional lokalnya," tambah Parkes.
Ke depan, para peneliti berencana menerapkan kerangka ini pada gangguan seperti skizofrenia, gangguan bipolar, dan depresi untuk mengeksplorasi gangguan dalam pemrosesan temporal. Kolaborator termasuk Avram Holmes, Ahmad Beyh, Amber Howell, dan Jason Z. Kim dari Cornell University. Studi ini muncul di Nature Communications (2025; 16(1)), dengan DOI: 10.1038/s41467-025-66542-w.
