Mikrobioma usus—komunitas bakteri yang hidup di sistem pencernaan—dapat secara langsung memengaruhi perkembangan dan fungsi otak.

Bogor, Jawa Barat (Indonesia Window) – Mengapa manusia memiliki otak yang jauh lebih besar dan lebih kuat dibandingkan primata lainnya?

Sebuah studi terbaru menunjukkan bahwa jawabannya mungkin tidak hanya terletak pada gen, tetapi juga pada triliunan mikroba yang hidup di dalam usus manusia.

Peneliti dari Northwestern University Amerika Serikat (AS) menemukan bahwa mikrobioma usus—komunitas bakteri yang hidup di sistem pencernaan—dapat secara langsung memengaruhi perkembangan dan fungsi otak. Temuan ini, yang dipublikasikan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences, menjadi salah satu bukti terkuat sejauh ini bahwa mikroba mungkin berperan dalam evolusi otak manusia.

Otak manusia dikenal sebagai ‘organ mahal.’ Meski hanya menyumbang sebagian kecil dari berat tubuh, otak mengonsumsi energi dalam jumlah sangat besar. Selama bertahun-tahun, para ilmuwan bertanya-tanya bagaimana mamalia dengan otak besar mampu memenuhi kebutuhan energi yang begitu tinggi. Studi baru ini mengisyaratkan bahwa mikroba usus mungkin turut membantu memecahkan persoalan tersebut.

Penelitian sebelumnya dari tim yang sama menunjukkan bahwa mikroba usus pada primata berotak besar, seperti manusia, sangat efisien dalam menghasilkan energi metabolik. Ketika mikroba tersebut dipindahkan ke tikus, produksi energi di usus hewan itu meningkat. Dalam studi terbaru ini, para peneliti melangkah lebih jauh untuk melihat apakah mikroba tersebut juga dapat memengaruhi cara kerja otak itu sendiri.

Untuk mengujinya, tim peneliti memasukkan mikroba usus dari tiga jenis primata ke dalam tikus yang sebelumnya tidak memiliki mikroba sama sekali. Dua spesies donor—manusia dan monyet tupai—memiliki otak relatif besar. Sementara spesies ketiga, kera makaka, memiliki otak yang lebih kecil. Tikus-tikus tersebut kemudian diamati selama delapan pekan hingga mikrobioma mereka terbentuk.

Hasilnya mencengangkan.

Tikus yang menerima mikroba dari primata berotak besar menunjukkan peningkatan aktivitas gen yang terkait dengan penggunaan energi dan plastisitas sinaptik—proses yang memungkinkan sel-sel otak membentuk dan memperkuat koneksi selama proses belajar. Sebaliknya, tikus yang menerima mikroba dari primata berotak lebih kecil menunjukkan aktivitas yang lebih rendah pada proses-proses tersebut.

Yang lebih mengejutkan, pola aktivitas gen di otak tikus sangat mirip dengan pola pada otak primata asal mikroba tersebut. Dalam banyak kasus, ekspresi gen di otak tikus menyerupai otak manusia atau makaka, tergantung dari mikroba yang mereka terima. Dengan kata lain, mikroba tersebut membuat otak tikus ‘berperilaku’ lebih mirip dengan otak spesies asalnya.

Para peneliti juga mencatat bahwa tikus dengan mikroba dari primata berotak kecil menunjukkan pola gen yang dikaitkan dengan kondisi seperti autisme, ADHD, skizofrenia, dan gangguan bipolar. Meski hal ini tidak berarti mikroba secara langsung menyebabkan kondisi-kondisi tersebut, temuan ini memperkuat gagasan bahwa mikrobioma usus dapat memengaruhi perkembangan otak dengan cara yang sangat kuat.

Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa mikroba usus mungkin berperan penting dalam mendukung pertumbuhan otak yang lebih besar dan kompleks sepanjang proses evolusi. Temuan ini juga memunculkan pertanyaan penting tentang perkembangan otak manusia di masa kini. Jika otak yang sedang berkembang bergantung pada paparan mikroba tertentu, maka gangguan pada mikrobioma sejak dini berpotensi memengaruhi fungsi otak di kemudian hari.

Studi ini membuka jendela baru untuk memahami keterkaitan mendalam antara evolusi, mikroba, dan biologi otak—serta bagaimana pemahaman tersebut suatu hari nanti dapat membantu meningkatkan riset dan penanganan kesehatan mental.

Sumber: https://knowridge.com/2026/01/how-gut-microbes-may-have-helped-shape-the-human-brain/

Laporan: Redaksi