Ikan Zebra Membuat Peta Bahaya di Otak Mereka untuk Menghindari Risiko

 Seperti manusia, ikan zebra ini ternyata memiliki model internal lingkungan di otak mereka, atau biasa kita sebut sebagai peta.

Manakala ia sedang menghadapi situasi yang membahayakan, ia akan dengan mudah mengambil sebuah keputusan. Membuat keputusan yang optimal sesuai dengan input sensorik saat ini sangat penting untuk hewan. Prediksi ini membantu mereka melarikan diri ke tempat yang lebih aman.

Walaupun terkadang, prediksi tidak sesuai dengan kenyataan karena kesalahan prediksi. Namun, kesalahan prediksi semacam itu memberi tahu kita bahwa harapan kita meleset. Model internal lingkungan dapat membentuk harapan ini, ikan zebra memiliki hal itu.

Para ilmuwan dari RIKEN Center for Brain Science (CBS) dan kolaborator di Jepang telah menemukan neuron otak tertentu yang memantau apakah prediksi ikan menjadi kenyataan atau tidak.

Neuron ini menghasilkan peta bahaya di otak yang memungkinkan penghindaran risiko secara efisien dan dapat melarikan diri ke tempat yang aman.

Dilansir dari Tech Explorist, penulis utama studi ini Makio Torigoe berkata, "Kami pikir populasi neuron ini mengodekan kesalahan prediksi di otak, membandingkan pandangan sebenarnya dari lingkungan mereka dengan pandangan prediksi yang telah mereka pelajari akan membuat mereka aman jika mereka berperilaku dengan cara tertentu.”

Para ilmuwan memantau aktivitas otak ini terkait kesalahan prediksi secara real-time saat ikan zebra mempelajari cara menghindar dari bahaya di akuarium mereka. Hasilnya, mereka menemukan bahwa ikan tersebut berusaha menjaga agar kesalahan prediksi tetap rendah untuk menghindari bahaya secara efisien.

Karena penghindaran risiko adalah perilaku yang terjaga secara evolusioner, maka hasil ini menjelaskan sirkuit otak penting yang dimiliki semua vertebrata, termasuk manusia. Ikan zebra memiliki ukuran yang kecil dan tubuh yang transparan,  sehingga mempermudah para ilmuwan untuk merekam aktivitas seluruh otak mereka.

Hasil penelitian ini sudah dipublikasikan dalam jurnal Nature Communications pada 29 September 2021 yang berjudul Zebrafish capable of generating future state prediction error show improved active avoidance behavior in virtual reality.

Untuk mendukung penelitian ini, para ilmuwan melakukan uji coba dengan menggunakan akuarium virtual-reality-outfitted baru untuk pencitraan otak ikan zebra saat ikan belajar dan menavigasi melalui isyarat realitas virtual. Dalam percobaan itu, ikan melihat pilihan antara zona realitas virtual merah atau biru saat mereka berenang secara virtual dan belajar mengasosiasikan warna zona virtual dengan bahaya atau keamanan.

Ketika ikan zebra belajar menghindari bahaya dalam realitas virtual, perubahan selang waktu dalam aktivitas otak pun dicatat, hal ini mengarah pada penemuan neuron yang mewakili kesalahan prediksi.

Neuron aktif yang berbeda juga muncul ketika ikan mengetahui bahwa memilih rute virtual melalui lingkungan biru menyebabkan bahaya, dan memilih rute merah berarti keselamatan. Ketika merah menjadi berbahaya, bukan biru, neuron-neuron ini ditemukan tidak aktif. Ini menunjukkan bahwa neuron kemungkinan mengode aturan perilaku, bukan hanya warna yang dilihat oleh ikan.

Dalam perubahan lain ke ruang realitas virtual, pemandangan diubah sehingga tidak berubah berdasarkan gerakan ekor ikan. Misalnya, mencoba berenang ke depan dengan membalik ekor tidak membuat pandangan surut seperti yang diharapkan. Manipulasi ini mengungkapkan sekelompok neuron yang diaktifkan hanya ketika tindakan yang menurut ikan akan memungkinkan mereka mencapai keselamatan tidak memiliki hasil yang diharapkan.

“Setiap hewan harus membuat prediksi untuk masa depannya berdasarkan apa yang telah dipelajari sebelumnya,” kata pemimpin tim peneliti, Hitoshi Okamoto. “Sekarang kita tahu bagaimana prediksi ini dibandingkan dengan apa yang sebenarnya ditemui hewan di dunia, dan bagian mana dari otak ikan zebra yang mendorong pengambilan keputusan selanjutnya.”