London, MISTAR.ID - Penelitian terbaru mengungkap struktur akson pada sel saraf ternyata lebih kompleks dari gambaran yang selama ini dikenal. Sejumlah akson ditemukan memiliki pola menyerupai untaian mutiara, dengan pembengkakan kecil yang muncul secara berulang di sepanjang serabut saraf.

Temuan tersebut berasal dari penelitian ilmuwan Johns Hopkins Medicine yang mengamati struktur mikroskopis akson, bagian dari neuron yang berfungsi menghantarkan sinyal ke sel saraf lainnya.

Selama ini, akson umumnya digambarkan sebagai struktur panjang berbentuk tabung dengan permukaan yang relatif seragam. Namun, penelitian menunjukkan adanya tonjolan berulang yang disebut varikositas non-sinaptik, yakni pembengkakan pada akson yang tidak berada di area sinapsis.

Para peneliti awalnya menemukan pola tersebut melalui pengamatan pada organisme sederhana, kemudian menelusurinya pada sel saraf tikus. Hasil pengamatan memperlihatkan adanya pola pembengkakan dan penyempitan yang tidak beraturan pada sejumlah serabut saraf.

Untuk mengetahui penyebabnya, peneliti sempat menguji kemungkinan bahwa bentuk tersebut berkaitan dengan struktur internal akson. Namun, perubahan pada bagian kerangka sel tersebut tidak menghilangkan pola pembengkakan.

Peneliti kemudian mengalihkan perhatian pada membran yang membungkus akson. Dengan menggunakan mikroskop elektron yang dikombinasikan dengan teknik krioterapi tekanan tinggi, mereka menganalisis puluhan ribu citra jaringan.

Pola menyerupai manik-manik tersebut ditemukan secara konsisten. Temuan serupa juga terlihat pada neuron hidup melalui pencitraan beresolusi tinggi. Hal ini memperkuat indikasi bahwa bentuk tersebut bukan semata-mata akibat proses pembekuan saat pembuatan sampel.

Untuk menjelaskan mekanisme terbentuknya pola tersebut, tim peneliti mengembangkan model matematika yang menggambarkan karakteristik membran akson.

Hasil pemodelan menunjukkan perubahan pada tegangan membran dan sifat fisiknya dapat menghasilkan pola pembengkakan seperti untaian manik-manik. Artinya, bentuk akson tidak hanya ditentukan oleh struktur penyangga internal, tetapi juga oleh karakteristik fisik membrannya.

Kolesterol menjadi salah satu faktor yang diperhatikan dalam penelitian. Ketika kolesterol dihilangkan, membran menjadi lebih lunak dan fleksibel. Perubahan tersebut diikuti perubahan pada bentuk pembengkakan serta penurunan kecepatan penghantaran sinyal listrik.

Temuan lainnya menunjukkan struktur akson dapat berubah ketika neuron menerima stimulasi dalam frekuensi tinggi. Setelah stimulasi, bagian yang membengkak mengalami perubahan ukuran, dengan rata-rata panjang meningkat sekitar 8 persen dan lebar sekitar 17 persen.

Perubahan tersebut bertahan setidaknya selama 30 menit. Pada saat yang sama, kecepatan penghantaran sinyal listrik mengalami penurunan dan efeknya masih teramati setidaknya selama satu jam.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa akson bukan sekadar saluran pasif untuk meneruskan sinyal. Karakteristik fisiknya dapat berubah mengikuti aktivitas neuron dan perubahan tersebut berpotensi memengaruhi proses penghantaran sinyal.

Ahli saraf Johns Hopkins School of Medicine, Shigeki Watanabe, menjelaskan bahwa akson berperan sebagai penghubung antarsel dalam jaringan otak sehingga pemahaman mengenai struktur dan perilakunya penting untuk mempelajari berbagai fungsi otak.

Penelitian yang dipublikasikan dalam jurnal Neuron pada 2026 dan menggunakan jaringan kortikal manusia yang diperoleh saat operasi epilepsi juga memberikan indikasi bahwa karakteristik mikroskopis membran neuron dapat ditemukan pada jaringan otak manusia.

Para peneliti masih perlu memastikan bagaimana membedakan perubahan struktur akson yang merupakan bagian dari kondisi normal dengan pola pembentukan "manik-manik" yang dapat muncul ketika neuron mengalami kerusakan atau berkaitan dengan kondisi neurodegeneratif tertentu.