Periskop.id - Sebuah penelitian baru yang dilakukan oleh ilmuwan dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) mengungkap cara kerja otak dalam menyimpan informasi visual jangka pendek. Para peneliti menemukan bahwa gelombang otak tertentu bergerak melintasi korteks serebral layaknya sistem radar yang menyapu langit, berperan penting dalam membantu otak mendeteksi hal-hal visual yang tidak terduga.

Penemuan ini, yang dipimpin oleh Hio-Been Han di laboratorium Profesor Earl K. Miller, diterbitkan dalam jurnal bergengsi Neuron pada tahun 2025 dengan judul Working Memory Readout Varies with Frontal Theta Rhythms. Penelitian ini berfokus pada memori kerja visual, yaitu kemampuan otak untuk menyimpan dan memproses informasi visual dalam waktu singkat.

Gelombang Theta Sebagai 'Penyapu' Anomali

Para ilmuwan saraf di Picower Institute for Learning and Memory, MIT, menemukan bahwa korteks serebral—bagian otak yang memetakan apa yang kita lihat di ruang—digerakkan oleh gelombang berfrekuensi theta (ritme theta) saat kita fokus pada lingkungan sekitar. Gelombang theta inilah yang bergerak melintasi area tersebut, secara aktif mencari anomali visual yang memerlukan perhatian segera.

Penelitian ini bertujuan untuk memahami mengapa performa tugas memori visual seseorang sering berubah-ubah dan mengapa kapasitas memori manusia tampak terbatas.

Profesor Miller menjelaskan bahwa temuan ini membuka pandangan baru tentang cara kerja otak.

“Itu menunjukkan bahwa gelombang memengaruhi performa saat mereka menyapu permukaan korteks,” kata Profesor Miller dari Departemen Ilmu Otak dan Kognisi MIT, sebagaimana dikutip oleh The Debrief, Rabu (22/10).

Ia menambahkan, temuan ini menunjukkan bahwa gelombang yang bergerak tersebut mungkin merupakan mekanisme yang mengatur, atau bahkan melakukan, proses komputasi saraf itu sendiri.

“Ini membuka kemungkinan bahwa gelombang yang bergerak itu mengatur, atau bahkan melakukan, perhitungan saraf,” jelasnya.

Eksperimen 'Video Game' dan Keterkaitan Gelombang

Dalam eksperimennya, tim peneliti menggunakan hewan percobaan yang dilatih untuk memainkan sebuah video game sederhana. Dalam game tersebut, serangkaian kotak berwarna muncul sebentar di layar, lalu muncul kembali dengan satu kotak yang warnanya sudah berubah. Tugas hewan adalah memandang kotak yang berubah secepat mungkin.

Saat game dimainkan, peneliti merekam gerakan mata dan waktu reaksi hewan sambil mencatat aktivitas gelombang otak di frontal eye fields, yakni area korteks yang memetakan informasi visual dari retina.

Setelah menganalisis ratusan kali percobaan, hasilnya sangat mencengangkan, di mana aktivitas gelombang theta dan posisi vertikal kotak yang berubah ternyata sangat berkaitan dengan seberapa tepat dan cepat hewan tersebut mendeteksi perubahan.

Peneliti menemukan bahwa performa sangat bergantung pada kesesuaian antara ritme internal otak dengan posisi perubahan visual di layar.

"Fase theta yang optimal untuk perilaku bervariasi menurut lokasi target retinotopik, bergerak dari atas ke bawah bidang visual," tulis peneliti dalam jurnal Neuron. Kesimpulan ini didukung oleh interpretasi bahwa gelombang memang "bergerak melintasi permukaan korteks selama jeda memori.

Kapasitas Memori Mengikuti Ritme Otak

Dari data ini, tim menyimpulkan bahwa kemampuan otak untuk mendeteksi perubahan visual ternyata mengikuti ritme yang sudah ditentukan. Semakin dekat perubahan visual terjadi pada fase theta yang optimal untuk suatu pita korteks, semakin cepat perubahan itu dapat dikenali.

Peneliti juga menemukan interaksi antar frekuensi gelombang lain yang memperkuat model komputasi berbasis gelombang ini. Ditemukan bahwa ketika aktivitas theta meningkat, aktivitas gelombang beta cenderung tertekan, dan lonjakan aktivitas saraf (yang terkait pemrosesan visual) mencapai puncaknya. Sebaliknya, saat theta menurun dan beta menguat, lonjakan aktivitas saraf akan berkurang.

Ke depan, tim sedang mengembangkan sistem umpan balik tertutup (closed-loop) untuk memperkuat frekuensi gelombang otak tertentu. Tujuan jangka panjang dari penelitian ini adalah meningkatkan kapasitas memori visual manusia dengan cara memperkuat tenaga gelombang theta.