Satuju.com – Teknologi optogenetika memungkinkan ilmuwan mengendalikan aktivitas sel saraf menggunakan cahaya. Terobsan ini membantu peneliti mengurai cara kerja otak dan membuka peluang baru untuk memahami penyakit saraf, sekaligus mengembangkan pendekatan pengobatan yang lebih terarah.

Penemuan yang mengubah penelitian ilmu saraf tersebut mengantarkan Karl Deisseroth, Peter Hegemann, dan Georg Nagel meraih Nobel Fisiologi atau Kedokteran 2026. Penghargaan itu diumumkan pada 5 Oktober 2026 oleh Majelis Nobel di Karolinska Institutet, Swedia.

Optogenetika menggabungkan rekayasa genetika dengan rangsangan cahaya untuk mengaktifkan atau menghambat aktivitas sel tertentu. Dengan cara ini, ilmuwan dapat menguji kelompok neuron dalam membentuk ingatan, emosi, gerakan, dan perilaku.

Dalam catatan bertajuk Sakelar Cahaya di Dalam Otak, Cak AT mengangkat perjalanan penemuan tersebut sebagai contoh bagaimana penelitian dasar dapat berkembang menjadi teknologi yang berpotensi mengubah dunia kedokteran.

Berawal dari Ganggang Bersel Satu

Terobosan optogenetika berawal dari penelitian terhadap Chlamydomonas, ganggang bersel satu yang menggunakan cahaya sebagai petunjuk untuk mengarahkan gerakannya.

Peter Hegemann dan Georg Nagel meneliti protein peka cahaya pada organisme tersebut. Penelitian mereka mengungkap peran channelrhodopsin, protein yang membentuk saluran pada membran sel dan merespons cahaya tertentu.

Ketika cahaya mengaktifkan saluran itu, ion bermuatan listrik dapat melintasi membran sel dan mengubah aktivitas listriknya. Mekanisme tersebut kemudian menjadi dasar pengembangan teknik untuk mengendalikan sel saraf menggunakan cahaya.

Karl Deisseroth selanjutnya mengembangkan penerapan protein peka cahaya pada neuron. Melalui rekayasa genetika, peneliti dapat membuat sel saraf tertentu merespons rangsangan cahaya dengan cepat dan terukur.

Kemampuan ini memberi ilmuwan alat yang lebih presisi untuk mempelajari jaringan otak. Mereka dapat mengaktifkan atau menghambat kelompok neuron tertentu, kemudian mengamati perubahan yang terjadi.

Membantu Mengurai Kerumitan Otak

Otak manusia terdiri atas miliaran sel saraf yang saling berkomunikasi melalui sinyal listrik dan kimia. Jaringan tersebut mengatur berbagai fungsi, mulai dari gerakan dan ingatan hingga emosi serta respons terhadap lingkungan.

Ketika terjadi gangguan, ilmuwan perlu mengetahui sel mana yang berperan dalam munculnya gejala dan bagaimana sel tersebut berinteraksi dengan jaringan lain.

Pengamatan biasa sering belum cukup untuk membuktikan hubungan sebab-akibat. Dua aktivitas yang berlangsung bersamaan, misalnya, belum tentu menunjukkan bahwa salah satunya memicu yang lain.

Optogenetika membantu peneliti menguji hubungan tersebut dengan mengubah aktivitas sel sasaran secara terkontrol. Pendekatan ini lebih selektif dibandingkan sebagian metode rangsangan listrik yang dapat memengaruhi beberapa kelompok neuron sekaligus.

Teknik tersebut kini menjadi perangkat penting dalam penelitian mengenai fungsi otak, termasuk mekanisme ingatan, kecanduan, nyeri, dan gangguan gerakan. Namun, hasil eksperimen tetap harus ditafsirkan dengan hati-hati karena satu kelompok neuron dapat terlibat dalam beberapa fungsi berbeda.

Membuka Peluang Pemulihan Penglihatan

Salah satu penerapan optogenetika yang menjanjikan muncul dalam penelitian terhadap kebutaan akibat retinitis pigmentosa, penyakit yang merusak sel penerima cahaya di retina.

Dalam pendekatan ini, peneliti menggunakan terapi gen untuk membuat sel saraf retina yang masih bertahan menghasilkan protein peka cahaya. Sel tersebut diharapkan dapat membantu meneruskan informasi visual ketika sel penerima cahaya asli mengalami kerusakan.

Pada penelitian klinis yang dilaporkan pada 2021, seorang pasien dengan kebutaan akibat retinitis pigmentosa berhasil mengenali beberapa objek setelah menjalani terapi optogenetika yang dikombinasikan dengan kacamata khusus.

Hasil tersebut menunjukkan kemungkinan pemulihan sebagian fungsi penglihatan, bukan pengembalian penglihatan normal. Penerapan terapi juga masih membutuhkan penelitian lanjutan untuk menilai manfaat, keamanan, dan keterbatasannya.

Perkembangan ini memperlihatkan bagaimana penelitian dasar tentang protein peka cahaya dapat berkembang menjadi pendekatan medis yang sebelumnya sulit dibayangkan.

Epilepsi dan Parkinson Masih Menjadi Fokus Penelitian

Optogenetika juga membantu ilmuwan mempelajari mekanisme gangguan saraf, termasuk epilepsi dan penyakit Parkinson.

Pada epilepsi, peneliti dapat menguji peran kelompok neuron tertentu dalam aktivitas listrik otak yang berlebihan. Pengetahuan itu berpotensi membantu pengembangan pendekatan yang lebih terarah untuk mengendalikan aktivitas saraf.

Dalam penelitian Parkinson, optogenetika digunakan untuk memahami jalur saraf yang berperan dalam deep-brain stimulation atau stimulasi otak dalam.

Terapi tersebut menggunakan elektroda yang ditanam di bagian otak tertentu untuk memberikan rangsangan listrik dan membantu mengendalikan gejala pada pasien yang memenuhi kriteria medis.

Dengan mempelajari aktivitas sel dan jalur saraf secara lebih terperinci, ilmuwan berharap dapat memperbaiki pemahaman tentang mekanisme terapi tersebut.

Meski menjanjikan, temuan laboratorium tidak otomatis menjadi pengobatan yang siap digunakan secara luas. Setiap pendekatan tetap memerlukan pengujian klinis untuk memastikan keamanan dan efektivitasnya pada manusia.

Mengapa Belum Menjadi Terapi Umum?

Untuk membuat sel saraf merespons cahaya, peneliti umumnya perlu memasukkan gen yang menghasilkan protein peka cahaya ke dalam sel sasaran.

Proses tersebut memerlukan sistem pengantar gen, pengendalian ekspresi protein, serta metode untuk mengirimkan cahaya ke jaringan yang dituju. Penerapan pada bagian otak yang terletak jauh di dalam tengkorak menjadi tantangan tersendiri.

Peneliti juga harus memastikan bahwa intervensi tidak menimbulkan efek samping yang berbahaya dan bahwa respons sel tetap terkendali dalam jangka panjang.

Karena itu, optogenetika saat ini lebih banyak digunakan sebagai alat penelitian. Sejumlah pendekatan terapi berbasis teknologi ini sedang dikembangkan, tetapi penerapannya bergantung pada jenis penyakit dan bukti klinis yang tersedia.

Pelajaran bagi Pengembangan Riset Indonesia

Perjalanan optogenetika memberikan pelajaran penting tentang nilai penelitian dasar. Penelitian terhadap ganggang bersel satu yang pada awalnya berusaha menjelaskan respons organisme terhadap cahaya akhirnya membantu ilmuwan mengembangkan cara baru untuk mempelajari otak.

Bagi Indonesia, perkembangan ini menegaskan pentingnya dukungan jangka panjang terhadap riset. Perguruan tinggi, rumah sakit, lembaga penelitian, dan industri perlu membangun kerja sama, memperkuat fasilitas eksperimen, serta menyiapkan peneliti muda.

Pendanaan juga perlu memberi ruang bagi penelitian yang tidak langsung menghasilkan produk atau pengobatan. Dalam ilmu pengetahuan, temuan yang bermanfaat sering muncul setelah bertahun-tahun pengujian dan pengembangan.

Cak AT menempatkan kisah optogenetika sebagai pengingat bahwa kemajuan kedokteran tidak selalu bermula dari ruang praktik dokter. Terobosan dapat lahir dari mikroskop, organisme kecil, dan pertanyaan ilmiah yang awalnya tampak sederhana.

Teknologi ini belum membuka seluruh rahasia otak dan belum menyelesaikan semua persoalan penyakit saraf. Namun, kemampuannya mengendalikan aktivitas sel secara presisi telah memberi ilmuwan cara baru untuk memahami bagaimana jaringan otak bekerja.

Dari ganggang bersel satu hingga penelitian pemulihan penglihatan, optogenetika menunjukkan bahwa rasa ingin tahu ilmiah dapat berkembang menjadi harapan medis. Tantangan berikutnya adalah memastikan setiap penerapan klinis melalui pengujian yang ketat sehingga manfaatnya benar-benar dapat dirasakan pasien.

Sumber gagasan: Cak AT – Ahmadie Thaha, Ma'had Tadabbur al-Qur'an, 10 Oktober 2026.