Menurut sebuah penelitian terbaru dari Institut Salk di California, kapasitas penyimpanan otak mungkin 10x lebih besar dari yang awalnya dipikirkan. Alih-alih menyimpan informasi di area-area spesifik otak, kenangan kita direpresentasikan oleh koneksi antara neuron, yang disebut sinapsis. Bagaimana otak kita belajar dan menyimpan informasi tergantung pada plastisitas sinaptik, atau kecenderungan untuk koneksi-koneksi tersebut untuk menguat atau melemah. Dengan menerapkan algoritma yang sangat tepat, tim neurosains komputasi dapat mengukur kekuatan koneksi sinaptik ini, dan secara tidak langsung, kapasitas penyimpanan maksimum otak kita.
Pemahaman cara penyimpanan kenangan pertama-tama memerlukan pengenalan bahwa ada berbagai jenis ingatan. Ingatan jangka pendek menyimpan informasi yang otak kita sedang diproses secara aktif, sementara ingatan kerja kita memungkinkan kita untuk memanipulasi ide-ide tersebut secara real time. Misalnya, jika Anda ditugaskan untuk mengingat daftar angka acak. Setelah jeda singkat, rata-rata orang hanya dapat mengingat sekitar 5-9 angka. Ingatan jangka pendek memiliki kapasitas penyimpanan terbatas, hanya menyimpan informasi selama beberapa detik hingga satu menit. Fleksibilitas dari ingatan jangka pendek memungkinkan kita untuk mengarahkan perhatian pada tugas-tugas segera, seperti mengingat nomor telepon cukup lama untuk menelepon.
Ingatan jangka panjang, di sisi lain, hampir tak terbatas. Di sini, otak kita menyimpan informasi, keterampilan, dan pengalaman yang membuat kita menjadi diri kita. Namun, tidak semua pikiran atau pengalaman disimpan jangka panjang. Pernahkah Anda masuk ke sebuah ruangan untuk mencari sesuatu namun lupa apa yang Anda cari? Atau mungkin, lupa nama seseorang setelah diperkenalkan? Memindahkan informasi dari ingatan jangka pendek ke jangka panjang memerlukan encoding aktif, di mana informasi ini dikaitkan dengan ingatan yang ada, diberi makna, dan diorganisir ke dalam penyimpanan jangka panjang untuk diambil dengan mudah.
Ketika sebuah kenangan menjalani encoding, neuron yang diaktifkan mengirim sinyal kimia melalui sinapsis mereka, atau koneksi dengan neuron lain. Hal ini membentuk jaringan terhubung dari neuron yang berisi informasi mengenai kenangan tersebut. Saat Anda terus mengingat atau mengulang kenangan tersebut, jaringan tersebut menjadi lebih kuat. Semakin Anda terpapar pada informasi tersebut, semakin besar kemungkinan Anda mengingatnya. Dalam penelitiannya, Samavat et. al menemukan bahwa mengaktifkan jaringan saraf sejajar yang mengandung jumlah koneksi, atau sinapsis, yang sama menghasilkan peningkatan kekuatan yang konsisten. Mengingat otak mengandung triliunan sinapsis, mereka mampu memperkirakan kapasitas penyimpanan otak, yang tampaknya jauh lebih besar dari yang awalnya dipikirkan.
Jika ingatan jangka panjang begitu besar, mengapa otak kita rentan terhadap lupa? Lupa adalah bagian normal dari menjadi manusia dan meningkat seiring bertambahnya usia. Psikolog dan ahli neurosains telah mengusulkan beberapa teori mengapa dan bagaimana lupa terjadi. Psikolog terkenal Sigmund Freud, misalnya, berpendapat bahwa lupa memungkinkan individu untuk menghindari kenangan yang tidak diinginkan. Freud menyarankan bahwa kenangan-kenangan ini tidak hanya dihapus tetapi sebaliknya dipaksa masuk ke dalam bawah sadar kita.
Namun, teori-teori modern dalam ilmu saraf menyarankan bahwa informasi dilupakan ketika koneksi antara neuron melemah. Semakin sedikit suatu kenangan diaktifkan atau diulang, semakin lemah hubungannya menjadi. Pada akhirnya, hubungan tersebut menjadi begitu lemah sehingga pengambilan kembali kenangan tersebut tidak lagi mungkin.
Perubahan struktural dalam otak saat kita menua juga mengurangi koneksi-koneksi ini, meningkatkan kelupaan. Bahkan, kehilangan sinapsis yang signifikan adalah ciri utama dari penyakit Alzheimer dan bentuk demensia lainnya. Penurunan sinapses antar neuron mencegah pembentukan dan pemeliharaan kenangan, karena informasi tidak dapat dipindahkan dari satu neuron ke neuron lainnya. Penyakit Alzheimer juga mengganggu plastisitas sinaptik, membuat otak kurang responsif terhadap pembelajaran.
Teknik yang digunakan oleh penyelidik di Institut Salk untuk mempelajari kekuatan sinaptik dapat membantu kami memahami misteri penyakit Alzheimer. Mempelajari cara otak membuat dan menyimpan kenangan suatu hari nanti dapat membuka jalan bagi pengobatan yang melindungi terhadap penyakit ini dan bentuk demensia lainnya. Seiring dengan semakin banyaknya kasus penyakit Alzheimer, menjadi semakin penting untuk mengembangkan alat-alat yang dapat mengidentifikasi dan mengobati individu secara dini.