Kesehatan – Ilmu Pengetahuan – Teknologi (Edisi 26)

Bulan-bulan Terpanas dalam Catatan Sejarah Planet Bumi

Musim panas telah datang, dan suhu di luar sana sangatlah panas. Namun jika suhu panas yang terasa seperti sudah memecahkan rekor itu semakin terasa akan lebih menglobal, maka hal itu memang benar adanya. Pusat Administrasi Negara Bidang Kelautan dan Atmosfer serta Layanan Perubahan Iklim Copernicus Eropa (National Oceanic and Atmospheric Administration and European Copernicus Climate Change Service) secara resmi mengumumkan bahwa bulan Juli 2019 merupakan bulan yang paling panas secara global semenjak pengukuran yang pertama dilakukan pada tahun 1880. Suhu global rata-rata pada bulan Juli adalah 16.73°C, yakni 0.95°C lebih tinggi dari rata-rata suhu 15.78°C selama abad ke-20. Persentasi rata-rata lautan es yang menyelimuti Antartika adalah 8.5%, di bawah rata-rata tahun 1981-2010. Sementara jangkauan luas lautan es adalah 10,5% di bawah rata-rata keseluruhan, berdasarkan catatan yang telah ada sejak tahun 1979. Para ilmuwan juga merilis data geografis yang menunjukkan daerah-daerah dengan suhu paling jauh dari rata-rata, yakni Alaska, Eropa Tengah, Asia bagian Utara dan Selatan, serta daerah tertentu di Afrika dan Australia. Penemuan-penemuan ini menguatkan prediksi ilmiah perihal efek perubahan iklim akibat ulah manusia. Berbagai aktivitas manusia, terutama pembakaran sisa bahan bakar, emisi gas karbon dioksida, serta efek rumah kaca yang mengurung panas pada atmosfer. Peningkatan emisi gas rumah kaca juga berkaitan erat dengan suhu permukaan global yang lebih panas. Rekor 10 tahun terpanas planet ini telah terjadi dalam dua dekade terakhir. Para ilmuwan dan pembuat kebijakan di seluruh dunia pun merasakan suhu panas ini.

Kecuali, jika pengukuran yang signifikan dalam rangka penekanan emisi gas rumah kaca diadopsi, maka para ilmuwan pun terus berharap agar catatan temperatur akan terus menurun. Para ilmuwan menambahkan bahwa suhu global dapat bertambah sekitar 3°C pada abad ini, hal ini akan membuat Bumi berada dalam sebuah kondisi yang belum pernah dilihat sebelumnya, selama lebih dari 2 juta tahun. Mengingat tren penting dalam permasalahan suhu yang lebih tinggi dan juga bencana alam, maka bisa jadi kita akan mendorong sistem iklim kita menuju pada sebuah keadaan yang belum pernah kita lihat sama sekali dalam pengalaman sosial kita, bahkan dalam pengalaman spesies kita. Global Climate Report. NOAA National Centers for Environmental Information (http://www.ncdc.noaa.gov). July 2019.

Manipulasi Sirkuit Otak Menggunakan Perangkat yang Dikendalikan melalui Telepon Pintar

Baru-baru ini para ilmuwan mendesain sebuah perangkat yang dapat mengatur sirkuit otak menggunakan implan otak mungil yang dikendalikan dengan sebuah telepon pintar. Perangkat berkemampuan bluetooth ini memanfaatkan sebuah kontainer obat menyerupai lego bagi neuron yang dituju, dengan obat dan sinar. Selama ini metode yang ada untuk mengantarkan obat dan sinar menuju otak biasanya melibatkan tabung logam dan serat optik. Namun alat ini memiliki bentuk yang tidak fleksibel dan dapat merusak jaringan lembut otak, seiring berjalannya waktu. Terlebih lagi, perangkat yang tebal ini seringkali membatasi gerakan pasien, dikarenakan adanya jaringan kabel sehingga tidak dapat digunakan dalam kurun waktu yang cukup lama. Untuk mencapai pengiriman obat yang dikendalikan dari jarak jauh secara terus menerus tanpa harus kehabisan atau mengalami penguapan obat, maka para ilmuwan pun menciptakan sebuah peralatan neural (saraf) dengan sebuah kontainer obat yang bisa diganti atau diisi ulang, sehingga memungkinkan para ahli saraf untuk dapat mempelajari jaringan otak yang sama dalam beberapa bulan tanpa harus kehabisan pasokan obat. Kontainer obat yang tinggal “dipasang dan aktifkan” ini terintegrasi pada sebuah otak tikus implan yang memiliki elektroda yang sangat tipis dan lembut (setipis rambut manusia), terdiri dari saluran mikrofluida dan LED mungil (lebih mungil daripada butiran garam), bagi pengiriman dosis obat dan sinar yang tak terbatas. Implan ini dikendalikan melalui telepon pintar sehingga memungkinkan para peneliti untuk memulai kombinasi yang paling tepat serta jangka waktu penginduksian obat dan sinar tersebut. Dalam percobaan pada hewan, stimulasi-stimulasi ini dapat dimulai dengan posisi target berada di luar laboratorium, yang memungkinkan peneliti untuk menempatkannya pada otak hewan secara nirkabel ketika mereka tengah berada di habitat aslinya. Dengan peralatan neural ini, para peneliti kini mampu melakukan studi hewan yang sepenuhnya otomatis, dimana perilaku satu hewan dapat mempengaruhi hewan lain, baik secara negatif maupun positif, melalui pemicu sinar dan/atau pemberian obat secara kondisional. Alat ini juga akan memungkinkan para peneliti untuk menganalisis secara lebih baik tentang dasar sirkuit saraf perilaku, serta betapa khasnya neuromodulator dalam perilaku otak yang beraneka ragam. Sebagai tambahan, alat ini dapat pula dimanfaatkan dalam studi farmakologis kompleks untuk mengembangkan potensi adanya terapi baru untuk mengatasi rasa sakit, kecanduan, dan gangguan emosi. Qazi R et al. Wireless optofluidic brain probes for chronic neuropharmacology and photostimulation. Nature Biomedical Engineering, August 2019.

Senjata Rahasia Bakteri E.Coli

Para ilmuwan kini telah mengungkap tentang bagaimana bakteri E.Coli (Escherichia Coli) mencari bagian usus besar yang paling bebas dari oksigen agar dapat mengakibatkan infeksi terburuknya. Biasanya bakteri E.Coli hidup pada usus manusia dan hewan yang sehat. Kebanyakan jenis E.Coli tidak berbahaya atau setidaknya hanya menyebabkan diare dalam waktu singkat. Akan tetapi, sedikit regangan biasa saja dapat menyebabkan kram, diare, muntah, bahkan gagal ginjal dan kematian. Dalam hal ini anak-anak berada dalam risiko bahaya. Studi terbaru belum bisa mengungkapkan bagaimana patogen yang disebabkan dari makanan ini bisa mengetahui di mana dan kapan mereka bisa melakukan kolonisasi usus untuk membuat manusia sakit. Bakteri patogen biasanya menduduki jaringan dan organ tertentu di tubuh inangnya. Oleh karenanya, sebagai bagian dari strategi infeksi mereka, maka bakteri patogen pun secara tepat waktu menyebarkan protein dan racun pada segmen kolonisasi khusus di dalam tubuh manusia inangnya. Hal ini memungkinkan patogen menyimpan energi dan mencegah deteksi melalui sistem imun manusia, yang pada akhirnya menyebabkan datangnya penyakit. Para peneliti dalam studi ini mengidentifikasi bagaimana E.Coli mendeteksi level oksigen terendah dalam usus besar yang kemudian memproduksi protein yang memungkinkannya menyerang sel-sel tubuh dan membentuk infeksi. Sebenarnya, oksigen membaur dari jaringan usus menuju usus, dan terdapat level yang relatif lebih tinggi di dalam usus kecil daripada yang ada di usus besar. Hal yang mengagumkan adalah bahwa secara khusus E.Coli menunggu hingga ia dapat mencapai bagian usus besar yang beroksigen rendah, sebelum pada akhirnya menyerangnya. E.Coli mengontrol proses ini melalui sebuah bentuk kecil ARN (Asam Ribo Nukleotida) yang mengaktivasi gen tertentu ketika level oksigen tengah berada pada level rendahnya. Ini merupakan sebuah titik ketika infeksi benar-benar terbentuk dan bakteri mulai membangun racun Shiga yang cukup berbahaya. Para peneliti memprediksi bahwa bakteri patogen lain seperti Shigella dan Salmonella kemungkinan besar juga memanfaatkan mekanisme kontrol serupa. Maka para peneliti menyarankan apabila kita dapat menemukan cara untuk menghalau kemampuan mereka dalam mengindera oksigen, maka kemungkinan besar kita akan dapat mencegah infeksi dengan cara membiarkan E.Coli melewati tubuh tanpa menyebabkan bahaya.

Melson E. at al. The sRNA DicF integrates oxygen sensing to enhance enterohemorrhagic Escherichia colivirulence via distinctive RNA control mechanisms. Proceedings of the National Academy of Sciences, June 2019.

Artikel Kesehatan – Ilmu Pengetahuan – Teknologi (Edisi 26) pertama kali tampil pada Majalah Mata Air.