Satu Neuron Bisa Menjadi Superkomputer, Temuan Studi Tiongkok
Selama beberapa dekade, gambaran standar tentang cara otak berpikir adalah jaringan dari banyak neuron sederhana mirip titik yang saling mengirim sinyal sampai komputasi entah bagaimana muncul. Sebuah studi baru oleh peneliti Tiongkok menantang gambaran itu: satu neuron tunggal, menurut mereka, sama sekali bukan node sederhana. Dendritnya yang bercabang setara dengan “superkomputer” yang mampu melakukan komputasi kognitif tingkat lanjut dengan sendirinya.
Karya ini berasal dari tim yang dipimpin Xu Ninglong, peneliti di Center for Excellence in Brain Science and Intelligence Technology, bagian dari Chinese Academy of Sciences, yang berbasis di Shanghai. Temuan tersebut diterbitkan secara online pada 16 Oktober di Science, salah satu jurnal ilmiah umum paling banyak dikutip di dunia.
“Ini seperti kerja beberapa komputer yang terhubung dalam jaringan — satu ‘dendrit’ superkomputer dapat melakukannya,” kata Xu, menurut laporan Science and Technology Daily, surat kabar Kementerian Sains dan Teknologi Tiongkok. Dendrit adalah cabang mirip pohon yang memanjang dari badan neuron dan menerima sinyal masuk, ciri yang akrab dalam setiap diagram sel saraf.
Dalam model tradisional, neuron menjumlahkan sinyal yang tiba di banyak sinapsisnya dan menembak jika totalnya melewati ambang batas — tugas yang cukup sederhana bagi setiap sel, dengan kecerdasan sesungguhnya muncul dari koneksi dalam jumlah besar. Penelitian baru menunjukkan bahwa dendrit itu sendiri melakukan pemrosesan substansial sebelum sinyal apa pun mencapai badan sel, secara efektif menjalankan komputasi di dalam satu sel.
Implikasinya melampaui ilmu saraf dasar. Memahami bagaimana neuron biologis berkomputasi begitu efisien telah lama menjadi inspirasi bagi insinyur komputer yang berusaha membangun mesin yang lebih cakap dan hemat energi, serta bagi peneliti yang mencoba memahami pembelajaran, memori, dan penyakit neurologis pada tingkat sel individu.
Temuan ini juga sesuai dengan pola yang lebih luas dalam ilmu otak Tiongkok, di mana para peneliti telah berinvestasi besar-besaran dalam teknik pencitraan, perekaman, dan pemodelan yang memungkinkan mereka mengamati neuron hidup saat bekerja. Mampu menunjukkan komputasi di dalam satu dendrit memerlukan eksperimen yang rumit dan pemodelan teoretis yang serius.
Studi ini dilaporkan sebagai salah satu berita sains terkemuka hari itu di media Tiongkok, dibingkai sebagai penulisan ulang asumsi buku teks alih-alih hasil tambahan. Bagi khalayak umum, intinya sederhana: blok bangunan otak mungkin jauh lebih cerdas daripada yang disarankan diagram standar, dan batas antara “satu sel” dan “jaringan” lebih kabur daripada yang pernah dianggap para ilmuwan.
Pertanyaan tetap ada, seperti halnya pada setiap hasil baru. Seberapa luas komputasi dendritik ini digunakan di berbagai wilayah otak dan spesies, dan bagaimana kontribusinya terhadap perilaku nyata, akan memerlukan kerja tindak lanjut bertahun-tahun. Namun klaim itu sendiri mencolok: jika satu neuron dapat menjalankan komputasi kognitif, perkiraan puluhan miliar neuron di otak mewakili daya komputasi yang jauh lebih besar daripada yang diberikan model lama.