Otak manusia ternyata bekerja paling baik saat berada di titik rapuh antara keteraturan dan kekacauan. Sebuah teori baru yang dikemukakan oleh Keith Hengen, profesor biologi di Washington University di St. Louis, mengungkap bahwa keadaan ini disebut criticality atau kondisi kritis. Keadaan ini adalah titik manis di mana otak siap belajar, mengingat, dan beradaptasi. Saat otak menjauh dari kondisi ini, risiko munculnya penyakit seperti Alzheimer meningkat. Memahami dan mengembalikan criticality bisa menjadi cara baru mendeteksi dan mengobati penyakit tersebut.
Menurut Hengen, otak yang sehat bukanlah otak yang sudah diprogram sejak lahir. Sebaliknya, otak kita ibarat mesin pembelajar yang siap menerima pengalaman baru setiap hari. Agar mampu belajar, otak harus berada dalam keadaan criticality, sebuah kondisi di mana sistem yang rumit seperti otak berada di batas antara keteraturan dan kekacauan. Di titik inilah, otak kita paling siap menyerap informasi, berpikir, dan mengingat.
Konsep criticality ini diambil dari ilmu fisika. Fisikawan menggambarkannya dengan contoh tumpukan pasir. Saat pasir terus ditambahkan, tumpukan itu semakin curam hingga akhirnya longsor. Tepat sebelum longsor terjadi, tumpukan pasir berada di sudut kritis yang satu langkah lagi menuju ketidakstabilan. Dalam otak, kondisi kritis ini bisa terjadi pada beberapa neuron maupun seluruh area otak. Pola kerja otak dalam hitungan milidetik atau berjam-jam tetap menunjukkan kesamaan, sejalan dengan pengalaman kita yang tidak terbatas waktu.
Hengen bersama rekannya, fisikawan Woodrow Shew dari University of Arkansas, mengusulkan bahwa criticality adalah teori pemersatu untuk memahami kerja otak dan munculnya penyakit. Mereka juga mengembangkan cara mengukur kondisi ini melalui teknologi pencitraan otak seperti fMRI. Dengan alat ini, para ilmuwan dapat mengetahui seberapa dekat otak seseorang dengan kondisi optimalnya.
Teori ini membuka jalan baru dalam memahami penyakit Alzheimer. Alih-alih hanya melihat bagian otak yang rusak atau protein yang menumpuk, Hengen menilai Alzheimer menghancurkan kemampuan otak untuk mempertahankan criticality. Inilah mengapa penderita sering terlihat normal di tahap awal karena otak berusaha keras menutupi masalah dengan berbagai cara. Namun seiring waktu, otak semakin sulit beradaptasi dan memproses informasi, hingga gejala seperti gangguan ingatan mulai tampak.
Penelitian Hengen bersama pakar lainnya menunjukkan bahwa penumpukan protein tau pada Alzheimer memang merusak criticality. Dengan kata lain, penyakit ini secara langsung mengacaukan keseimbangan otak. Temuan ini membuka peluang untuk mendeteksi Alzheimer lebih dini, bahkan sebelum gejala muncul, hanya dengan fMRI dan tes darah canggih. Dengan demikian, intervensi bisa dilakukan sebelum kerusakan terjadi.
Hengen juga meneliti bagaimana tidur memengaruhi criticality. Tidur ternyata berperan seperti tombol reset, mengembalikan otak ke kondisi optimalnya. Hal ini menjelaskan mengapa kurang tidur meningkatkan risiko Alzheimer. Bahkan, terapi berbasis tidur yang dirancang khusus mungkin dapat membantu memperbaiki keseimbangan otak dan memperlambat gejala Alzheimer.
Ke depan, para ilmuwan berharap teori ini dapat menjelaskan lebih banyak hal tentang kemampuan luar biasa otak manusia. Mungkin saja, seseorang yang sangat kreatif berada sangat dekat dengan criticality di bagian otaknya yang mengatur ide. Siapa tahu, bakat yang belum tergali bisa terlihat dengan memahami criticality ini.
Penelitian ini dipublikasikan dalam jurnal Neuron pada 25 Juni 2025 oleh Washington University di St. Louis. Hengen berharap temuan ini dapat menginspirasi dokter, ilmuwan, dan masyarakat luas untuk lebih memahami pentingnya menjaga keseimbangan otak.[]
