Cedera sumsum tulang belakang, infeksi, dan penyakit inflamasi dapat menyebabkan nyeri hebat dan kecacatan.

Meskipun pemulihan mungkin terjadi, ilmuwan tengah menjajaki cara terbaik untuk merangsang pertumbuhan kembali dan penyembuhan saraf yang rusak.

Di Vanderbilt University Institute of Imaging Science (VUIIS), para peneliti berfokus pada materi putih, bagian otak dan sumsum tulang belakang yang kurang diteliti.

Temuan mereka dapat mengarah pada perawatan baru yang memulihkan fungsi saraf menggunakan rangsangan elektromagnetik atau obat-obatan yang ditargetkan.

Sumsum tulang belakang, seperti otak, memiliki materi abu-abu (badan sel saraf) yang memproses sensasi dan mengendalikan gerakan.

Sumsum tulang belakang juga mengandung materi putih (akson), yang merupakan serat yang menghubungkan sel saraf dan mengirimkan sinyal ke seluruh tubuh.

Sebuah studi terbaru, yang diterbitkan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences oleh Anirban Sengupta, Ph.D., John Gore, Ph.D., dan tim mereka, menemukan sinyal kuat dari materi putih di sumsum tulang belakang saat merespons rangsangan, mirip dengan sinyal dari materi abu-abu.

"Di sumsum tulang belakang, sinyal materi putih cukup besar dan dapat dideteksi, tidak seperti di otak, yang memiliki amplitudo lebih kecil daripada sinyal materi abu-abu," kata Sengupta, instruktur penelitian di Vanderbilt University Medical Center.

Perbedaan ini mungkin disebabkan oleh volume materi putih yang lebih besar di sumsum tulang belakang dibandingkan dengan otak. Hal ini juga dapat mencerminkan peran penting materi putih dalam mendukung materi abu-abu.

Selama beberapa tahun, Gore dan timnya telah menggunakan functional magnetic resonance imaging (fMRI) untuk mendeteksi sinyal yang bergantung pada tingkat blood oxygenation-level dependent (BOLD), penanda utama aktivitas sistem saraf, dalam materi putih.

Mereka sebelumnya melaporkan bahwa ketika orang melakukan tugas seperti menggoyangkan jari mereka selama pemindaian otak, sinyal BOLD meningkat dalam materi putih.

Dalam penelitian ini, para peneliti memantau perubahan sinyal BOLD dalam materi putih sumsum tulang belakang saat istirahat dan sebagai respons terhadap rangsangan jari pada model hewan.

Mereka menemukan bahwa aktivitas materi putih lebih tinggi dalam jalur serat asenden yang membawa sinyal dari tulang belakang ke otak.

Hasil ini sejalan dengan fungsi materi putih yang diketahui. Materi putih mengandung sel glia yang mengatur aliran darah dan neurotransmitter, molekul yang mengirimkan sinyal antarsel saraf.

Memahami fungsi materi putih di sumsum tulang belakang masih dalam tahap pengembangan.

Namun, temuan ini dapat meningkatkan pengetahuan kita tentang penyakit yang memengaruhi materi putih sumsum tulang belakang, seperti multiple sclerosis.

“Kita akan dapat melihat bagaimana aktivitas dalam materi putih berubah dalam berbagai tahap penyakit,” kata Sengupta.

Peneliti mungkin juga memantau efektivitas perawatan, termasuk neuromodulasi, dalam mendorong pemulihan setelah cedera sumsum tulang belakang.

Sengupta memperoleh gelar doktornya di Institut Teknologi India di New Delhi pada tahun 2018 dan bergabung dengan Vanderbilt pada tahun 2024 setelah menyelesaikan beasiswa pascadoktoral di VUIIS.

Gore adalah Profesor Terhormat Universitas dengan beberapa jabatan akademis di Vanderbilt. Rekan penulis lain dari penelitian ini termasuk Arabinda Mishra, Feng Wang, Ph.D., dan Li Min Chen, MD, Ph.D.