Studi : Bagaimana Paus Lindungi Otak Saat Berenang

Paus juga melindungi otak saat berenang
Bagaimana paus lindungi otak saat berenang. Foto: Washington

 

Studi baru mengungkapkan bagaimana paus melindungi otak mereka saat berenang. Para peneliti mengumpulkan informasi biomekanik dari 11 spesies cetacea, seperti frekuensi kebetulan, dan memasukkannya ke dalam model komputer.

Menurut sebuah studi baru, arteri darah unik di otak paus dapat melindungi paus dari denyut darah berbahaya yang disebabkan oleh berenang. Ada berbagai teori tentang peran yang tepat dari retia mirabilia, atau “jaring yang indah,” jaringan pembuluh darah yang membuai otak dan tulang belakang ikan paus, tetapi ahli zoologi UBC percaya bahwa mereka telah memecahkan kode, dengan pemodelan komputer yang mengkonfirmasi prediksi mereka. Temuan penelitian ini dipublikasikan di jurnal Science.

Saat kuda berpacu, mereka mengalami ‘denyut’ dalam darah mereka, di mana tekanan darah di dalam tubuh naik dan turun di setiap langkah. Dr Margo Lillie dan rekan-rekannya mengusulkan untuk pertama kalinya dalam penelitian terbaru bahwa fenomena yang sama terjadi pada mamalia laut yang berenang dengan gerakan dorso-ventral, yaitu paus. Dan mereka mungkin telah menemukan mengapa paus menghindari kerusakan otak jangka panjang untuk ini.

Pada semua hewan, tekanan darah rata-rata lebih tinggi di arteri, yang membawa darah keluar dari jantung, daripada di vena. Menurut Dr Lillie, seorang rekan peneliti emerita di departemen zoologi UBC, perbedaan tekanan ini mendorong aliran darah ke seluruh tubuh, termasuk melalui otak. Penggerak, di sisi lain, dapat secara agresif mengangkut darah, menciptakan lonjakan tekanan atau ‘denyut’ ke otak. Perbedaan tekanan antara darah yang masuk dan keluar otak selama denyut ini dapat menyebabkan kerusakan.

Menurut Dr Lillie, kerusakan jangka panjang jenis ini dapat menyebabkan demensia pada manusia. Namun, sementara kuda menangani denyut nadi dengan bernapas masuk dan keluar, paus menahan napas saat menyelam atau berenang.

“Jadi, jika cetacea tidak dapat menggunakan sistem pernapasan mereka untuk mengurangi denyut nadi, mereka pasti telah menemukan solusi lain,” jelas Dr Lillie.

Dr Lillie dan rekan berhipotesis bahwa retia menggunakan mekanisme ‘transfer pulsa’ untuk memastikan bahwa tidak ada perubahan tekanan darah di otak cetacea selama gerakan, selain perbedaan rata-rata.

Pada dasarnya, alih-alih meredam denyut darah, retia menggeser denyut nadi dari darah arteri yang masuk ke otak ke darah vena yang keluar, mempertahankan ‘amplitudo’ atau intensitas denyut yang sama dan dengan demikian menghindari variasi tekanan di otak itu sendiri.

Para peneliti mengumpulkan informasi biomekanik dari 11 spesies cetacea, seperti frekuensi kebetulan, dan memasukkannya ke dalam model komputer.

“Hipotesis kami bahwa berenang menghasilkan pulsa tekanan internal adalah hal baru, dan model kami mendukung prediksi kami bahwa pulsa tekanan yang dihasilkan penggerak dapat disinkronkan dengan mekanisme transfer pulsa yang mengurangi pulsatilitas aliran yang dihasilkan hingga 97%,” kata penulis senior Dr Robert Shadwick, profesor emeritus zoologi di UBC.

Model tersebut berpotensi digunakan untuk mengajukan pertanyaan tentang hewan lain dan apa yang terjadi dengan tekanan darah mereka saat mereka bergerak, termasuk manusia, kata Dr Shadwick. Dan sementara para peneliti mengatakan hipotesis masih perlu diuji secara langsung dengan mengukur tekanan darah dan aliran di otak cetacea yang berenang, hal ini saat ini tidak mungkin secara etis dan teknis, karena akan melibatkan penyelidikan pada paus hidup.

“Semenarik apapun mereka, mereka pada dasarnya tidak dapat diakses,” katanya.

“Mereka adalah hewan terbesar di planet ini, mungkin pernah, dan memahami bagaimana mereka bertahan hidup dan hidup dan melakukan apa yang mereka lakukan adalah bagian yang menarik dari biologi dasar.”

“Memahami bagaimana thorax merespon tekanan air dalam dan bagaimana paru-paru berdampak pada tekanan vaskular akan menjadi langkah penting berikutnya,” kata rekan penulis Dr Wayne Vogl, profesor ilmu seluler dan fisiologis di UBC.

“Tentu saja, pengukuran langsung tekanan darah dan aliran di otak akan bermanfaat, tetapi secara teknis belum dapat dicapai.”