Kesehatan – Ilmu Pengetahuan – Teknologi (Edisi 49)

Aktivitas Manusia Mengantarkan Bumi ke Ambang Jurang

Sebuah penelitian terbaru menunjukkan bahwa Bumi semakin tidak layak huni bagi manusia. Aktivitas manusia berada di ambang perubahan signifikan dan tidak dapat diubah dalam lingkungan planet kita. Studi ini mengungkapkan bahwa akibat polusi yang disebabkan oleh manusia dan degradasi ekosistem alam, enam dari sembilan batas planet yang ditetapkan telah dilampaui. Batas-batas yang ditetapkan oleh para ilmuwan di tahun 2009 ini semua mewakili komponen sistem Bumi yang secara kritis terpengaruh oleh aktivitas antropogenik (yakni yang dihasilkan oleh manusia) dan relevan dengan kondisi keseluruhan Bumi berupa:

Integritas biosfer

Perubahan iklim

Perubahan pasokan dan ketersediaan air tawar

Perubahan sistem lahan

Penumpukan zat kimia baru seperti bahan kimia sintetis dan limbah nuklir

Aliran biogeokimia seperti siklus nitrogen global

Proses pengasaman lautan

Penipisan lapisan ozon di stratosfer

Beban aerosol di atmosfer

Analisis mendalam yang didasarkan pada kompilasi 2.000 studi sebelumnya mengonfirmasi bahwa enam batas (1 hingga 6 lebih) sayangnya telah dilampaui. Akibatnya, planet kita kini berada dalam kondisi yang melampaui batas sebagai “ruang beroperasi aman bagi manusia” yang telah ditetapkan. Temuan ini menunjukkan bahwa sistem pendukung kehidupan Bumi, yang relatif stabil sejak zaman es terakhir 10.000 tahun lalu hingga awal Revolusi Industri, kini didorong ke arah yang melewati ambang batas. Meski hasil-hasil ini sangat mengkhawatirkan, kita masih memiliki harapan. Oleh karena Bumi adalah entitas yang dinamis dan hidup, konsekuensi pasti dari hal ini mustahil diprediksi. Namun, simulasi komputer menyarankan kita agar menghentikan tren ini dengan cara berfokus pada upaya penyelamatan hutan, sehingga dengannya dapat mengatasi masalah perubahan iklim. Kembali kepada kondisi hutan di akhir abad ke-20 diprediksi dapat mengalihkan jumlah karbon dioksida yang berlebihan di udara, mengurangi kenaikan suhu global, meningkatkan keanekaragaman hayati dan menawarkan jalur yang lebih menjanjikan di masa depan.

Richardson K. et al. Earth beyond six of nine planetary boundaries. Science Advances, September 2023.

Sirkuit Otak yang Mendasari Obesitas

Sebuah studi terbaru mengungkap hubungan penting antara memori dan nafsu makan di dalam otak manusia, memberi wawasan pada kita tentang faktor-faktor mendasar yang berkontribusi pada obesitas. Untuk menyelidiki fenomena ini, para peneliti pun melakukan pemindaian otak pada sekelompok subjek yang terdiri dari 34 orang dengan berbagai tipe tubuh, mulai dari yang kurus, yang kelebihan berat badan, hingga yang obesitas. Selama pemindaian otak dilakukan, para peserta diberi camilan manis berupa milkshake cokelat untuk dikonsumsi. Pengaturan eksperimental ini memungkinkan para peneliti untuk memantau respons saraf secara real-time yang terkait dengan antisipasi dan penghargaan.

Sesi pemindaian gambar mengungkap temuan yang menarik: individu yang diklasifikasikan sebagai obesitas menunjukkan gangguan koneksi antara hipokampus dorsolateral (dlHPC) yang terletak di wilayah pemrosesan memori otak dan hipotalamus lateral (LH ) yang bertanggung jawab pada regulasi keseimbangan fisiologis. Hal ini menunjukkan adanya gangguan dalam regulasi respons emosional saat mengantisipasi hadiah yang menyenangkan. Perlu dicatat bahwa baik dlHPC maupun LH memainkan peran kunci dalam sirkuit ini.

Lebih lanjut lagi, terdapat korelasi langsung pada individu dengan obesitas antara tingkat disfungsi dalam sirkuit hipotalamus-hipokampus dan Indeks Massa Tubuh (BMI – Body Mass Index) mereka. Nilai BMI yang lebih tinggi dikaitkan dengan gangguan yang lebih parah. Penemuan ini menekankan bahwa beberapa orang mungkin memiliki perbedaan mendasar pada wilayah otak yang meningkatkan risiko obesitas. Oleh karenanya, penanganan obesitas dan gangguan makan yang terkait harus melampaui pendekatan konvensional yang berfokus pada pengendalian diri dan pilihan diet. Sebaliknya, intervensi terapeutik di masa depan sebaiknya menjajaki strategi inovatif yang mencakup pemulihan disfungsional sirkuit otak memahami bahwa interaksi kompleks antara memori dan nafsu makan adalah sebuah jalur intervensi yang menjanjikan.

Barbosa DAN et al. An orexigenic subnetwork within the human hippocampus. Nature, August 2023.

Alat Kecerdasan Buatan yang Mendeteksi Penyakit Mata dan Memprediksi Kesehatan Sistemis

Sebuah alat kecerdasan buatan baru bernama RETFound telah dikembangkan para peneliti untuk memanfaatkan gambaran retina dalam diagnosis dan prediksi berbagai kondisi kesehatan, mencakup penyakit mata, gagal jantung, dan penyakit Parkinson. RETFound memiliki keunggulan menggunakan pembelajaran tanpa pengawasan (self-supervised learning) untuk menghilangkan kebutuhan akan penandaan manual gambar retina selama proses pelatihan, yang biasanya memakan waktu yang lama dan biaya yang besar. Gambaran retina memberikan sebuah gambaran unik mengenai kesehatan seseorang secara keseluruhan, memberi pandangan langsung pada jaringan kapiler tubuh, sehingga dapat mengungkap tanda-tanda penyakit kardiovaskular dan kesehatan jaringan saraf. AI ini membantu menafsirkan pemindaian, sehingga membuatnya lebih mudah diakses oleh lebih banyak orang. Setelah fase pra-pelatihan awal pada set data besar gambar-gambar retina yang tidak dilabeli, RETFound menunjukkan kemampuan adaptasi yang cepat dalam mengenali fitur retina terkait dengan penyakit tertentu saat diperkenalkan pada sejumlah kecil gambar yang dilabeli untuk berbagai kondisi kesehatan. RETFound menunjukkan keahlian yang menonjol dalam mendeteksi penyakit mata seperti retinopati diabetik dan menunjukkan potensi dalam memprediksi risiko penyakit sistemis, meski tentunya masih diperlukan perbaikan yang lebih lanjut. Model ini menjadi contoh penerapan yang patut diperhatikan dari model AI dasar dalam bidang pencitraan medis. Para peneliti secara aktif juga menjajaki potensi aplikasinya pada kategori pencitraan medis lain di luar pemindaian retina.

Zhou Y et al. A foundation model for generalizable disease detection from retinal images. Nature, September 2023.

Artikel Kesehatan – Ilmu Pengetahuan – Teknologi (Edisi 49) pertama kali tampil pada Majalah Mata Air.