biopsikologi

METODE

RISET DALAM
BIOPSIKOLOGI

dr. Sisi Artayasuinda, Sp.KJ

LEARNING OBJECTIVE

MAHASISWA MAMPU MENJELASKAN METODE RISET DALAM BIOPSIKOLOGI

A. METODE VISUALISASI DAN MERANGSANG KEHIDUPAN OTAK MANUSIA

 empat jenis metode yang berbeda untuk memvisualisasikan otak

manusia yang hidup:

1. teknik berbasis x-ray

2. teknik berbasis radioaktivitas

3. Teknik berbasis medan magnet

4. teknik berbasis ultrasound.

1. X-RAY-BASED TECHNIQUES

1. X-RAY kontras: menyuntikkan ke dalam suatu kompartemen tubuh suatu zat

yang menyerap sinar-x baik kurang dari atau lebih dari jaringan di
sekitarnya. Zat yang disuntikkan kemudian meningkatkan kontras antara
kompartemen dan jaringan di sekitarnya selama fotografi x-ray.

angiografi

serebral, menyuntikkan ke dalam arteri serebral untuk memvisualisasikan
sistem peredaran darah otak selama fotografi x-ray. Angiogram serebral
paling berguna untuk melokalisasi kerusakan pembuluh darah dan dapat
menunjukkan lokasi tumor.

2. Computed tomography (CT) adalah prosedur x-ray berbantuan komputer

yang dapat digunakan untuk memvisualisasikan otak dan struktur internal
tubuh hidup lainnya.

X-RAY-BASED TECHNIQUES

2. RADIOACTIVITY-BASED TECHNIQUES

 Positron

emission

tomography

(PET)

adalah

teknik

pencitraan

otak

pertama

yang

memberikan gambar aktivitas otak (gambar otak
fungsional)

daripada

gambar

struktur

otak

(gambar otak struktural).

 radioactive fluorodeoxyglucose (FDG) disuntikkan

ke arteri karotis pasien. Karena kemiripannya
dengan

glukosa,

bahan

bakar

metabolisme

utama otak, fluorodeoxyglucose dengan cepat
diambil oleh sel-sel aktif (memakan energi).
Namun,

tidak

seperti

glukosa,

fluorodeoxyglucose tidak dapat dimetabolisme;
oleh karena itu terakumulasi dalam neuron aktif
dan astrosit sampai secara bertahap

3. MAGNETIC-FIELD-BASED TECHNIQUES

 Magnetic resonance imaging (MRI) adalah prosedur pencitraan otak struktural di mana gambar resolusi

tinggi dibangun dari pengukuran gelombang frekuensi radio yang dipancarkan atom hidrogen saat mereka
sejajar dengan medan magnet yang kuat.

 Pencitraan semacam itu dimungkinkan karena:

(1) air mengandung dua atom hidrogen (H2O)

(2) struktur otak yang berbeda mengandung jumlah air yang berbeda (jumlah atom hidrogen berbeda

antara struktur otak),

gelombang frekuensi radio yang dipancarkan oleh struktur otak tertentu akan

berbeda dari struktur otak tetangganya.

 MRI memberikan gambaran otak yang lebih jelas daripada CT. Selain memberikan resolusi spasial yang

relatif tinggi (kemampuan untuk mendeteksi dan mewakili perbedaan lokasi spasial), MRI dapat
menghasilkan gambar dalam tiga dimensi.

 Banyak variasi MRI telah dikembangkan

MAGNETIC-FIELD-BASED TECHNIQUES

1. Difusi tensor MRI adalah metode untuk

mengidentifikasi

jalur-jalur

di

mana

molekul air berdifusi dengan cepat. Karena
bundel akson adalah rute utama difusi air
yang cepat di otak, pencitraan tensor difusi
memberikan gambar jalur utama. Sebagian
besar

penelitian

otak

berfokus

pada

struktur otak. Namun, untuk memahami
bagaimana otak bekerja, sangat penting
untuk

memahami

hubungan

di

antara

struktur-struktur

itu—yang

disebut

connectome

MAGNETIC-FIELD-BASED TECHNIQUES

2.MRI FUNGSIONAL. (fMRI) : untuk menghasilkan gambar
fungsional

otak.

sering

digunakan

untuk

menentukan

apakah otak disfungsional, juga digunakan untuk berbagai
tujuan

lain;

misalnya,

untuk

menyimpulkan

isi

mimpi

individu.

MRI fungsional (fMRI) menghasilkan gambar yang mewakili
peningkatan aliran darah beroksigen ke area aktif otak.

darah beroksigen memiliki sifat magnetik yang berbeda dari
darah terdeoksigenasi, dan perbedaan ini mempengaruhi
gelombang frekuensi radio yang dipancarkan oleh atom
hidrogen dalam MRI. Sinyal yang direkam oleh fMRI disebut
sinyal BOLD (sinyal ketergantungan tingkat oksigen darah).

Sinyal BOLD menunjukkan bagian-bagian otak yang aktif
atau tidak aktif selama tes kognitif atau perilaku, dan dengan
demikian menunjukkan jenis analisis yang dilakukan otak.
Karena sinyal BOLD adalah hasil dari aliran darah melalui
otak, penting untuk diingat bahwa itu tidak secara langsung
mengukur aktivitas listrik otak.

MRI FUNGSIONAL (FMRI)

MRI fungsional memiliki tiga keunggulan dibandingkan PET:

 (1) tidak ada yang harus disuntikkan ke relawan;

 (2) menyediakan informasi struktural dan fungsional dalam gambar yang sama;

dan

 (3) resolusi spasialnya lebih baik.

teknologi

fMRI

memiliki

resolusi

temporal

yang

buruk,

yaitu

buruk

dalam

menentukan waktu peristiwa saraf. Memang, dibutuhkan 2 atau 3 detik untuk
mengukur sinyal BOLD, dan banyak respons saraf, seperti potensial aksi, terjadi
dalam kisaran milidetik.

4. ULTRASOUND-BASED TECHNIQUES

 teknik pencitraan baru yang menggunakan ultrasound (gelombang suara

dengan frekuensi lebih tinggi daripada yang dapat kita dengar) untuk
mengukur perubahan volume darah di daerah otak tertentu.

 Ketika wilayah otak menjadi aktif, kadar darah meningkat di sana, dan

mengubah perjalanan ultrasound melalui wilayah otak itu.

 memiliki tiga keunggulan utama dibandingkan PET dan fMRI: (1) murah, (2)

sangat portabel; dan (3) dapat digunakan untuk pencitraan beberapa
individu, seperti bayi manusia, yang tidak dapat menjalani PET atau fMRI

 PET, fMRI, dan fUS dapat digunakan untuk menunjukkan korelasi antara

aktivitas otak dan aktivitas kognitif, tetapi mereka tidak dapat membuktikan
bahwa aktivitas otak menyebabkan aktivitas kognitif.

ULTRASOUND-BASED TECHNIQUES

1. Transcranial magnetic stimulation (TMS) adalah teknik yang dapat

digunakan untuk mematikan area korteks manusia dengan menciptakan
medan magnet di bawah kumparan yang diposisikan di sebelah tengkorak

 Stimulasi magnetik untuk sementara mematikan bagian otak sementara

efek gangguan pada kognisi dan perilaku dinilai.

 Dengan menggunakan parameter stimulasi yang berbeda, TMS juga dapat

digunakan untuk "menghidupkan" area korteks

ULTRASOUND-BASED TECHNIQUES

2. Transcranial

electrical

stimulation

(tES)

adalah

teknik

yang

dapat

digunakan untuk merangsang ("menghidupkan") area korteks dengan
menerapkan arus listrik melalui dua elektroda yang ditempatkan langsung
di kulit kepala.

 Stimulasi listrik untuk sementara meningkatkan aktivitas di bagian otak

sementara efek stimulasi pada kognisi dan perilaku dinilai

 ada

bukti

yang

bertentangan

tentang

apakah

tES

memiliki

efek

menguntungkan

pada

kognisi;

beberapa

penelitian

bahkan

telah

melaporkan efek yang merugikan.

 Protokol stimulasi yang berbeda mungkin menjelaskan beberapa temuan

yang tidak dapat dipahami

ULTRASOUND-BASED TECHNIQUES

3.

Transcranial ultrasound stimulation (tUS) adalah teknik yang seperti tES dan TMS,
dapat digunakan untuk mengaktifkan struktur otak tertentu.

 tidak seperti tES dan TMS, yang hanya dapat digunakan untuk merangsang struktur

kortikal, tUS juga dapat digunakan untuk mengaktifkan struktur subkortikal.

 Untuk mengaktifkan struktur otak menggunakan tUS, berbagai sumber gelombang suara

ultrasonik amplitudo rendah ditempatkan di sekitar kepala individu. Kemudian, masing-
masing sumber suara tersebut diarahkan pada struktur otak target.

 Teknik tUS juga dapat digunakan untuk membuat lesi permanen kecil pada struktur

otak. Prosedurnya sama dengan stimulasi melalui tUS, kecuali bahwa amplitudo setiap
sumber ultrasound lebih besar, yang mengarah ke bentuk gelombang amplitudo yang
lebih besar yang cukup untuk membuat lesi permanen kecil.

 Metode lesi berbasis tUS ini telah digunakan untuk mengobati beberapa kondisi

(misalnya, lesi nukleus talamus untuk mengobati tremor esensial)—semuanya tanpa
harus membuat sayatan.

B. PSYCHOPHYSIOLOGICAL MEASURES OF BRAIN ACTIVITY

 metode perekaman psikofisiologis: metode pencatatan aktivitas fisiologis

dari permukaan tubuh manusia.

 Enam dari tindakan psikofisiologis yang paling banyak dipelajari dijelaskan:

1. dua ukuran aktivitas otak (EEG kulit kepala dan magnetoensefalografi)

2. dua ukuran aktivitas sistem saraf somatik (ketegangan otot dan gerakan

mata)

3. dua ukuran aktivitas sistem saraf otonom (konduktansi kulit dan aktivitas

kardiovaskular).

ELEKTROENSEFALOGRAFI KULIT KEPALA

 Electroencephalogram (EEG) adalah ukuran aktivitas listrik otak. Ini direkam melalui

elektroda besar oleh perangkat yang disebut electroencephalograph (mesin EEG), dan
teknik ini disebut electroencephalography.

 Sinyal EEG kulit kepala mencerminkan jumlah peristiwa listrik di seluruh kepala.

Peristiwa ini termasuk potensi aksi dan potensi postsinaptik serta sinyal listrik dari kulit,
otot, darah, dan mata. beberapa bentuk gelombang EEG dikaitkan dengan keadaan
kesadaran tertentu atau jenis patologi serebral tertentu (misalnya, epilepsi).

 Gelombang EEG yang menyertainya peristiwa psikologis disebut sebagai potensi terkait

peristiwa (ERP). Salah satu jenis potensi terkait peristiwa yang umum dipelajari adalah
potensi yang dibangkitkan sensorik (perubahan sinyal EEG kortikal yang ditimbulkan oleh
presentasi sesaat dari stimulus sensorik).

 EEG kortikal yang mengikuti stimulus sensorik memiliki dua komponen: respons

terhadap stimulus (sinyal) dan aktivitas EEG latar belakang yang sedang berlangsung
(noise). Masalah dalam merekam potensi yang dibangkitkan sensorik adalah bahwa
noise EEG seringkali begitu besar sehingga potensi yang dibangkitkan sensorik ditutupi.

ELEKTROENSEFALOGRAFI KULIT KEPALA

MAGNETOENSEFALOGRAFI

 MEG mengukur perubahan medan magnet pada permukaan kulit kepala yang

dihasilkan oleh perubahan pola aktivitas saraf yang mendasarinya. Karena sinyal
magnetik yang disebabkan oleh aktivitas saraf sangat kecil, hanya sinyal yang
diinduksi di dekat permukaan otak yang dapat direkam dari kulit kepala

 MEG memiliki dua keunggulan utama dibandingkan EEG.

1. memiliki resolusi spasial yang jauh lebih baik daripada EEG; yaitu, dapat

melokalisasi perubahan aktivitas listrik di korteks dengan presisi yang lebih
besar.

2. MEG

dapat

digunakan

untuk

melokalisasi

aktivitas

subkortikal

dengan

keandalan yang lebih besar daripada EEG

Beberapa kelemahan penggunaan MEG termasuk harganya yang tinggi, ukuran
besar mesin MEG dan persyaratan bahwa peserta tetap diam selama rekaman

TINDAKAN PSIKOFISIOLOGIS AKTIVITAS SISTEM SARAF SOMATIK

 KETEGANGAN OTOT. Setiap otot rangka terdiri dari jutaan serat otot seperti benang.

Setiap serat otot berkontraksi dengan cara semua atau tidak sama sekali ketika
diaktifkan oleh neuron motorik yang mempersarafi itu.

 Pada waktu tertentu, beberapa serat di setiap otot yang beristirahat cenderung

berkontraksi, sehingga mempertahankan tonus keseluruhan (ketegangan) otot.

 Gerakan

dihasilkan

ketika

sejumlah

besar

serat

berkontraksi

pada

saat

yang

bersamaan.

 orang yang cemas biasanya disebut sebagai "tegang.“, bahwa individu yang cemas atau

terangsang biasanya menampilkan tingkat ketegangan yang tinggi di otot-otot mereka.

 Elektromiografi adalah prosedur biasa untuk mengukur ketegangan otot. Catatan yang

dihasilkan disebut electromyogram (EMG). Aktivitas EMG biasanya dicatat antara dua
elektroda yang ditempel ke permukaan kulit di atas otot yang diinginkan.

 korelasi utama dari peningkatan kontraksi otot adalah peningkatan amplitudo sinyal

EMG mentah, yang mencerminkan jumlah serat otot yang berkontraksi pada satu waktu.

TINDAKAN PSIKOFISIOLOGIS AKTIVITAS SISTEM SARAF SOMATIK

 GERAKAN MATA. Teknik elektrofisiologis

untuk merekam gerakan mata disebut
elektrookulografi,

dan

catatan

yang

dihasilkan

disebut

elektrookulogram

(EOG).

 Elektrookulografi

didasarkan

pada

kenyataan bahwa ada perbedaan potensial
yang stabil antara bagian depan (positif)
dan belakang (negatif) bola mata. Karena
potensi

yang

stabil

ini,

ketika

mata

bergerak,

perubahan

potensial

listrik

antara

elektroda

yang

ditempatkan

di

sekitar mata dapat direkam.

TINDAKAN PSIKOFISIOLOGIS AKTIVITAS SISTEM SARAF OTONOM

 KONDUKTANSI KULIT. Pikiran dan pengalaman emosional dikaitkan dengan

peningkatan kemampuan kulit untuk menghantarkan listrik.

 Dua indeks aktivitas elektroda yang paling umum digunakan adalah tingkat

konduktansi kulit (SCL) dan respons konduktansi kulit (SCR).

 SCL adalah ukuran tingkat latar belakang konduktansi kulit yang terkait dengan

situasi tertentu, sedangkan SCR adalah ukuran perubahan sementara dalam
konduktansi kulit yang terkait dengan pengalaman nyata

 Basis fisiologis perubahan konduktansi kulit tidak sepenuhnya dipahami, tetapi

ada banyak bukti yang melibatkan kelenjar keringat. Meskipun fungsi utama
kelenjar keringat adalah untuk mendinginkan tubuh, kelenjar ini cenderung
menjadi aktif dalam situasi emosional, menyebabkan pelepasan keringat yang
pada gilirannya meningkatkan konduktivitas listrik kulit

 Kelenjar keringat didistribusikan ke sebagian besar permukaan tubuh, tetapi, jari-

jari, ketiak, dan dahi sangat responsif terhadap rangsangan emosional

TINDAKAN PSIKOFISIOLOGIS AKTIVITAS SISTEM SARAF OTONOM

AKTIVITAS KARDIOVASKULAR.

 Sistem kardiovaskular memiliki dua bagian: pembuluh darah dan jantung. Ini adalah sistem untuk

mendistribusikan oksigen dan nutrisi ke jaringan tubuh, menghilangkan limbah metabolisme, dan
mentransmisikan pesan kimia.

 Tiga ukuran aktivitas kardiovaskular yang berbeda sering digunakan dalam penelitian psikofisiologis:

denyut jantung, tekanan darah arteri, dan volume darah lokal.

 Denyut Jantung: Sinyal listrik yang terkait dengan setiap detak jantung dapat direkam melalui elektroda

yang ditempatkan di dada. Rekaman ini disebut elektrokardiogram (disingkat EKG)

 Tekanan Darah. Mengukur tekanan darah arteri melibatkan dua pengukuran independen: pengukuran

tekanan puncak selama periode kontraksi jantung (systole), dan pengukuran tekanan minimum selama
periode relaksasi (diastole)

 Volume Darah. Perubahan volume darah di bagian tubuh tertentu dikaitkan dengan peristiwa psikologis.

Contoh adalah pembesaran alat kelamin yang terkait dengan gairah seksual pada pria dan wanita.
Plethysmography mengacu pada berbagai teknik untuk mengukur perubahan volume darah di bagian
tubuh tertentu. Salah satu metode untuk mengukur perubahan ini adalah dengan mencatat volume
jaringan target dengan membungkus pengukur regangan di sekitarnya. Metode plethysmographic lainnya
adalah menyinari cahaya melalui jaringan yang sedang diselidiki dan untuk mengukur jumlah cahaya yang
diserap olehnya. Semakin banyak darah yang ada dalam suatu struktur, semakin banyak cahaya yang
akan diserapnya.

C. METODE PENELITIAN FISIOLOGIS INVASIF

1.

metode lesi

2.

metode stimulasi listrik

3.

metode perekaman invasif

 Operasi stereotaktoksik adalah cara di mana perangkat eksperimental diposisikan

secara tepat di kedalaman otak.

 Dua hal yang diperlukan dalam operasi stereotakik: atlas untuk memberikan petunjuk

arah ke lokasi target dan instrumen untuk sampai ke sana. Atlas stereotaxic digunakan
untuk menemukan struktur otak. Dalam atlas stereotaxic, semua jarak diberikan dalam
milimeter dari titik referensi yang ditentukan. Di sebagian besar atlas tikus, titik
referensinya adalah bregma—titik di bagian atas tengkorak di mana dua jahitan utama
(jahitan di tengkorak) berpotongan.

 Instrumen stereotaxic memiliki dua bagian: head holder, yang dengan kuat menahan

otak setiap subjek pada posisi dan orientasi yang ditentukan; dan dudukan elektroda,
yang

menahan

perangkat

yang

akan

dimasukkan.

Sistem

roda

gigi

presisi

memungkinkan dudukan elektroda dipindahkan dalam tiga dimensi: anterior–posterior,
dorsal–ventral, dan lateral–medial.

METODE LESI

 sebagian otak rusak, hancur, atau tidak aktif; maka perilaku subjek dinilai dengan cermat dalam upaya

untuk menentukan fungsi struktur lesi.

 Empat jenis lesi: lesi aspirasi, lesi frekuensi radio, potongan pisau, dan lesi reversibel.

 LESI ASPIRASI. Ketika lesi akan dibuat di area jaringan kortikal yang dapat diakses oleh mata dan

instrumen ahli bedah, aspirasi sering menjadi metode pilihan. Jaringan kortikal dihisap melalui pipet kaca
genggam berujung halus..

 LESI FREKUENSI RADIO. Lesi subkortikal kecil biasanya dibuat dengan melewatkan arus frekuensi radio

(arus frekuensi tinggi) melalui jaringan target dari ujung elektroda yang diposisikan secara stereotakkal.
Panas dari arus menghancurkan jaringan. Ukuran dan bentuk lesi ditentukan oleh durasi dan intensitas
arus dan konfigurasi ujung elektroda.

 POTONGAN PISAU. Penampang (pemotongan) digunakan untuk menghilangkan konduksi di saraf atau

saluran. Potongan kecil yang ditempatkan dengan baik dapat dengan jelas menyelesaikan tugas ini tanpa
menghasilkan kerusakan luas pada jaringan di sekitarnya.

 LESI REVERSIBEL. metode untuk menghilangkan sementara aktivitas di area tertentu di otak saat tes

sedang dilakukan. Keuntungan dari lesi reversibel adalah bahwa subjek yang sama dapat berulang kali
diuji pada lesi dan kondisi kontrol. Dua metode yang paling umum untuk menghasilkan lesi reversibel
adalah dengan mendinginkan sementara struktur target atau dengan menyuntikkan anestesi (misalnya,
lidokain) ke dalamnya.

METODE LESI

 MENAFSIRKAN EFEK LESI. Efek lesi sangat sulit untuk ditafsirkan. Karena

struktur otak kecil, berbelit-belit, dan dikemas rapat, maka tidak dapat
sepenuhnya

menghancurkan

struktur

tanpa

menghasilkan

kerusakan

signifikan pada struktur yang berdekatan.

 LESI BILATERAL DAN UNILATERAL. efek perilaku lesi sepihak (lesi yang

dibatasi pada setengah dari otak) jauh lebih ringan daripada lesi bilateral
simetris (lesi yang melibatkan kedua sisi otak), terutama pada spesies non-
manusia. efek perilaku lesi sepihak untuk beberapa struktur otak bisa sulit
dideteksi. Akibatnya, sebagian besar studi eksperimental efek lesi adalah
studi lesi bilateral, bukan unilateral.

STIMULASI LISTRIK

 biasanya

diberikan

di

dua

ujung

elektroda

bipolar—dua

kabel

terisolasi yang dililitkan erat dan dipotong di ujungnya. arus yang
lemah menghasilkan peningkatan langsung dalam penembakan
neuron di dekat ujung elektroda. dapat menimbulkan sejumlah urutan
perilaku, termasuk makan, minum, menyerang, bersanggama, dan
tidur.

 Respons perilaku tertentu yang ditimbulkan tergantung pada lokasi

ujung elektroda, parameter arus, dan lingkungan pengujian di mana
stimulasi diberikan.

 Karena stimulasi listrik otak adalah prosedur invasif, penggunaannya

biasanya terbatas pada non-manusia. Namun, kadang-kadang otak
pasien manusia yang sadar dirangsang karena alasan terapeutik

METODE PEREKAMAN ELEKTROFISIOLOGI INVASIF

 empat metode perekaman elektrofisiologis invasif: perekaman unit intraseluler, perekaman unit

ekstraseluler, perekaman beberapa unit, dan perekaman EEG invasif.

 PEREKAMAN UNIT INTRASELULER. Metode ini memberikan catatan momen demi momen dari

fluktuasi bertingkat dalam satu potensi membran neuron

 PEREKAMAN UNIT EKSTRASELULER. dimungkinkan untuk merekam aktivitas neuron melalui

mikroelektroda yang ujungnya diposisikan dalam cairan ekstraseluler di sebelahnya (setiap kali
neuron menyala, ada gangguan listrik dan blip direkam di ujung elektroda). Dengan demikian,
perekaman unit ekstraseluler memberikan catatan penembakan neuron tetapi tidak ada
informasi tentang potensi membran neuron

 PEREKAMAN BEBERAPA UNIT. Dalam perekaman beberapa unit, ujung elektroda jauh lebih

besar daripada mikroelektroda; dengan demikian, ia mengambil sinyal dari banyak neuron, dan
sedikit pergeseran dalam posisinya karena pergerakan subjek memiliki sedikit efek pada sinyal
keseluruhan. Perekaman beberapa unit adalah grafik dari jumlah total potensi tindakan yang
direkam per satuan waktu (misalnya, per 0,1 detik).

 PEREKAMAN EEG INVASIF. Pada hewan non-manusia, dan kadang-kadang pada pasien manusia.

sinyal EEG dapat direkam melalui elektroda implan daripada melalui elektroda kulit kepala. Pada
hewan, sinyal EEG kortikal sering direkam melalui sekrup tengkorak stainless steel, sedangkan
sinyal EEG subkortikal biasanya direkam melalui elektroda kawat implan

D. METODE PENELITIAN FARMAKOLOGIS

 Strategi penelitian utama psikofarmakologi adalah untuk memberikan obat-obatan yang

baik

meningkatkan

atau

mengurangi

efek

neurotransmiter

tertentu

dan

untuk

mengamati konsekuensi perilaku

 Rute Administrasi Obat: (1) mereka diminumkan ke subjek; (2) mereka disuntikkan

melalui tabung ke dalam perut (intragastrik); atau (3) mereka disuntikkan secara
hipodermik ke dalam rongga peritoneum perut (intraperitoneally, IP), ke dalam otot besar
(intramuskular, IM), ke dalam jaringan lemak di bawah kulit (secara subkutan, SC), atau
ke dalam vena permukaan besar (intravena, IV). obat-obatan dapat diberikan dalam
jumlah kecil melalui tabung berongga halus, yang disebut kanula, yang telah ditanamkan
secara stereotaktik di otak.

 Lesi Kimia Selektif. Efek lesi bedah, frekuensi radio, dan reversibel seringkali sulit

ditafsirkan karena mereka mempengaruhi semua neuron di area target. mungkin untuk
membuat lesi yang lebih selektif dengan menyuntikkan neurotoksin (racun saraf) yang
memiliki afinitas untuk komponen tertentu dari sistem saraf. Contoh: 6-hydroxydopamine
(6-OHDA). Hal ini diambil oleh hanya neuron-neuron yang melepaskan neurotransmitter
norepinefrin atau dopamin,

METODE PENELITIAN FARMAKOLOGIS

 Mengukur Aktivitas Kimia otak.

 Dua Teknik: 2-deoxyglucose dan dialisis serebral

1.

Teknik 2-deoxyglucose (2-DG) memerlukan penempatan hewan yang telah disuntik dengan 2-
DG radioaktif. Kemudian subjek terbunuh, dan otaknya dikeluarkan dan diiris. Irisan kemudian
menjadi sasaran otoradiografi: Mereka dilapisi dengan emulsi fotografis, disimpan dalam gelap
selama beberapa hari, dan kemudian dikembangkan seperti film. Area otak yang menyerap 2-
DG radioaktif tingkat tinggi selama tes muncul sebagai bintik hitam pada slide. Kepadatan
bintik-bintik di berbagai wilayah otak kemudian dapat diberi kode

2.

DIALISIS SEREBRAL. metode untuk mengukur konsentrasi ekstraseluler neurokimia spesifik
pada hewan yang berperilaku (sebagian besar teknik lain untuk mengukur neurokimia
mengharuskan subjek dibunuh sehingga jaringan dapat diekstraksi). melibatkan penanaman
tabung halus dengan bagian semipermeabel pendek ke dalam otak. Bagian semipermeabel
diposisikan dalam struktur otak sehingga bahan kimia ekstraseluler dari struktur akan
berdifusi ke dalam tabung. Setelah berada di dalam tabung, mereka dapat dikumpulkan untuk
pembekuan, penyimpanan, dan analisis selanjutnya; atau mereka dapat dibawa dalam larutan
langsung ke kromatografi (alat untuk mengukur konstituen kimia cairan atau gas).

E. MENEMUKAN NEUROTRANSMITER DAN RESEPTOR DI OTAK

 Dua teknik : imunositokimia dan hibridisasi in situ. Masing-masing melibatkan mengekspos irisan otak ke

ligan berlabel molekul yang sedang diselidiki (ligan molekul adalah molekul lain yang mengikatnya).

1.

IMUNOSITOKIMIA. prosedur untuk menemukan neuroprotein tertentu di otak dengan melabeli antibodi
mereka dengan pewarna atau elemen radioaktif dan kemudian mengekspos irisan jaringan otak ke
antibodi berlabel. Daerah akumulasi pewarna atau radioaktivitas di irisan otak menandai lokasi
neuroprotein target. semua enzim adalah protein dan karena hanya neuron-neuron yang melepaskan
neurotransmiter tertentu cenderung mengandung semua enzim yang diperlukan untuk sintesisnya,
imunositokimia dapat digunakan untuk menemukan neurotransmiter dengan mengikat enzim mereka. Ini
dilakukan dengan mengekspos irisan otak ke antibodi berlabel yang berikatan dengan enzim yang hanya
terletak di neuron-neuron yang mengandung neurotransmiter yang menarik.

2.

HIBRIDISASI IN SITU. Pertama, untaian RNA hibrida dengan urutan dasar yang melengkapi mRNA yang
mengarahkan sintesis neuroprotein target diperoleh. Selanjutnya, untaian RNA hibrida diberi label
dengan pewarna atau elemen radioaktif. Akhirnya, irisan otak terkena untaian RNA hibrida berlabel;
mereka mengikat untaian mRNA komplementer, menandai lokasi neuron yang melepaskan neuroprotein
target.

F. METODE GENETIK

 memungkinkan untuk menambah, menghapus, dan mengubah gen tertentu.

 Ada tiga kategori metode genetik: (1) Gene Knockout Techniques , (2) teknik knockin gen, dan (3)

teknik pengeditan gen.

1.

Gene Knockout Techniques adalah prosedur untuk menciptakan organisme yang tidak memiliki
gen tertentu yang sedang diselidiki. Setiap perilaku dikendalikan oleh banyak gen yang
berinteraksi satu sama lain dan dengan pengalaman melalui mekanisme epigenetic. Misalnya,
menggunakan tikus melanopsin knockout (tikus di mana gen untuk sintesis melanopsin telah
dihapus) untuk mempelajari peran melanopsin dalam mengatur siklus terang-gelap yang
mengontrol ritme sirkadian (sekitar 24 jam) fungsi tubuh (misalnya, siklus tidur harian, makan,
dan suhu tubuh)

2.

Gene Knockin Techniques. dimungkinkan untuk mengganti satu gen dengan yang lain atau
menambahkan gen yang tidak ada dalam suatu organisme. Gen patologis dari sel manusia
dapat dimasukkan pada hewan lain seperti tikus—tikus yang mengandung materi genetik
spesies lain disebut tikus transgenik. contoh. Tikus transgenik menunjukkan berbagai kelainan
serebral (misalnya, korteks serebral yang berkurang dan ventrikel yang membesar) dan
perilaku atipikal yang mengingatkan pada skizofrenia manusia

METODE GENETIK

3. Teknik Pengeditan Gen. memungkinkan para peneliti untuk mengedit gen
pada waktu tertentu selama pengembangan

 metode CRISPR/Cas9: yang paling banyak digunakan, Cas9 (protein) terkait

dengan untaian RNA yang disebut guide-RNA. Setelah guide-RNA dan Cas9
terhubung, itu dapat diintegrasikan ke dalam virus. Virus kemudian dapat
disuntikkan ke hewan Cas9. Setelah virus memasuki sel, dan guide-RNA
sejajar dengan untaian DNA komplementer dalam organisme, Cas9 dapat
menghambat

atau

mengaktifkan

gen

melalui

berbagai

mekanisme.

Selanjutnya, Cas9 dapat diatur dengan berbagai cara sehingga seorang
peneliti dapat mengontrol efek Cas9 pada ekspresi gen

FANTASTIC FLUORESCENCE AND THE BRAINBOW

 Fantastic Fluorescence and the Brainbow. Protein fluoresen hijau (GFP) adalah

protein yang menunjukkan fluoresensi hijau terang ketika terkena cahaya biru.
Strategi umumnya adalah mengaktifkan gen GFP hanya di sel-sel tertentu yang
sedang diselidiki sehingga mereka dapat dengan mudah divisualisasikan. Ini
dapat dicapai dengan dua cara: dengan memasukkan gen GFP hanya dalam sel
target atau dengan memperkenalkan gen GFP di semua sel subjek tetapi
mengekspresikan gen hanya dalam sel target.

 Protein fluoresen telah memungkinkan para peneliti untuk (1) memberi label

neurotransmiter spesifik sehingga aktivitas mereka dapat diamati, (2) memberi
label protein vesikel sinaptik untuk mengamati fusi vesikel sinaptik dengan
membran

presinaptik

(3)

memvisualisasikan

potensi

postsinaptik

dengan

menggunakan protein fluoresen yang menyala selama hiperpolarisasi atau
depolarisasi membran,

dan (4) mengamati pengikatan neurotransmiter ke

reseptor dengan menciptakan reseptor yang menyala ketika mereka mengikat
neurotransmitternya

OPTOGENETIK

 Opsin adalah saluran ion peka cahaya yang ditemukan di membran sel bakteri

dan ganggang tertentu. Ketika opsin diterangi dengan cahaya, mereka membuka
dan memungkinkan ion memasuki sel. Tergantung pada opsin tertentu, cahaya
dapat

hiperpolarisasi

atau

mendepolarisasi

membran

sel

tempat

mereka

tertanam.

 ahli saraf mulai menggunakan teknik rekayasa genetika untuk memasukkan gen

opsin, atau varian gen opsin, ke dalam jenis neuron tertentu. Akibatnya, dapat
menggunakan cahaya untuk hiperpolarisasi atau depolarisasi neuron.

 Misalnya, dapat digunakan pada hewan hidup dengan menyuntikkan hewan

dengan virus yang membawa gen opsin yang menargetkan jenis neuron tertentu
(misalnya, neuron dopaminergik). Serat optik kemudian dapat ditanamkan pada
hewan dan cahaya dapat disinari melalui serat untuk mengaktifkan saluran ion
opsin—menyebabkan aktivitas hanya neuron tertentu yang meningkat atau
ditekan

METODE PENELITIAN PERILAKU BIOPSIKOLOGI

TUJUAN UTAMA DARI METODE PENELITIAN PERILAKU ADALAH UNTUK
MENGONTROL, MENYEDERHANAKAN, DAN MENGOBJEKTIFIKASI.

PENGUJIAN NEUROPSIKOLOGIS

 hasil pengujian neuropsikologis dapat membantu pasien yang rusak otak

dalam tiga cara penting:

(1) dengan membantu dalam diagnosis gangguan saraf, terutama dalam
kasus-kasus di mana pencitraan otak, EEG, dan pengujian neurologis telah
terbukti tegas

(2) dengan menjadi dasar penyuluhan dan pengasuhan pasien

(3)dengan memberikan dasar untuk mengevaluasi secara objektif efektivitas
pengobatan atau keseriusan efek sampingnya.

PENDEKATAN MODERN UNTUK PENGUJIAN NEUROPSIKOLOGIS

 pendekatan dominan untuk pengujian psikologis telah berkembang melalui tiga fase berbeda:

1.

Pendekatan Tes Tunggal. tujuan dari tes awal ini adalah untuk membedakan antara pasien
dengan masalah psikologis yang diakibatkan oleh kerusakan otak struktural dan mereka yang
memiliki masalah psikologis yang diakibatkan oleh perubahan fungsional, bukan struktural,
pada otak. Pendekatan ini terbukti tidak berhasil.

2.

Pendekatan Set Tes Standar. tumbuh dari kegagalan pendekatan tes tunggal, Tujuannya tetap
sama—untuk mengidentifikasi pasien yang rusak otak—tetapi pengujian tersebut melibatkan
set tes daripada satu tes. terbukti hanya sedikit berhasil; set tes standar membedakan secara
efektif antara pasien neurologis dan individu yang sehat, tetapi mereka tidak begitu pandai
membedakan antara pasien neurologis dan pasien psikiatri.

3.

Pendekatan Set Tes Yang Disesuaikan. tujuannya adalah untuk mengkarakterisasi sifat defisit
psikologis setiap pasien yang rusak otak. dengan set tes standaryang dipilih oleh neuropsikolog
untuk memberikan indikasi sifat umum dari gejala neuropsikologis. Kemudian, tergantung
pada hasil set tes standar, neuropsikolog memilih serangkaian tes yang disesuaikan untuk
setiap pasien dalam upaya untuk mengkarakterisasi secara lebih rinci gejala umum yang
diungkapkan oleh set tes standar. Misalnya, jika hasil set tes standar menunjukkan bahwa
pasien memiliki masalah memori, tes selanjutnya akan mencakup yang dirancang untuk
mengungkapkan sifat spesifik dari masalah memori.

SET TES NEUROPSIKOLOGIS STANDAR/UMUM

 INTELIJENSI. Banyak penilaian neuropsikologis dimulai dengan Wechsler Adult Intelligence Scale

(WAIS), seorang neuropsikolog yang terampil kadang-kadang dapat menarik kesimpulan tentang
disfungsi neuropsikologis pasien dari pola defisit pada subtes WAIS. Misalnya, skor rendah pada
subtes pemahaman verbal cenderung dikaitkan dengan kerusakan belahan kiri.

 INGATAN. Salah satu kelemahan WAIS adalah sering gagal mendeteksi defisit memori, meskipun

termasuk subtes yang dirancang khusus untuk menguji fungsi memori. Misalnya, subtes
informasi WAIS menilai memori untuk pengetahuan umum (misalnya, "Siapa Ratu Elizabeth?"),
dan subtes rentang digit. Namun, kedua bentuk tes memori ini termasuk di antara yang paling
kecil kemungkinannya untuk terganggu oleh kerusakan otak (pasien dengan fungsi memori yang
sangat terganggu seringkali tidak menunjukkan defisit pada informasi atau subtes rentang digit)

 BAHASA. Jika pasien neuropsikologis telah mengambil WAIS, defisit dalam penggunaan bahasa

dapat disimpulkan dari skor agregat rendah pada subtes verbal. Seorang pasien yang belum diuji
dengan WAIS dapat dengan cepat disaring untuk defisit terkait bahasa dengan tes token.

 LATERALISASI BAHASA. Satu hemisfer berpartisipasi lebih dari yang lain dalam kegiatan yang

berhubungan dengan bahasa. Pada kebanyakan orang, belahan kiri dominan untuk bahasa,
tetapi pada beberapa, belahan kanan dominan.

TES FUNGSI NEUROPSIKOLOGIS SPESIFIK/ YANG DISESUAIKAN

 INGATAN. setidaknya empat pertanyaan mendasar tentang gangguan memori harus

dijawab:

1.

Apakah gangguan memori melibatkan memori jangka pendek, memori jangka panjang,
atau keduanya?

2.

Apakah ada defisit dalam anterograde memori jangka panjang (mempengaruhi retensi
hal-hal yang dipelajari setelah kerusakan), retrograde (mempengaruhi retensi hal-hal
yang dipelajari sebelum kerusakan), atau keduanya?

3.

Apakah ada defisit dalam memori jangka panjang yang melibatkan memori semantik
(memori untuk pengetahuan tentang dunia) atau memori episodik (memori untuk
pengalaman pribadi)?

4.

Apakah ada defisit dalam defisit memori jangka panjang dari memori eksplisit (ingatan
yang disadari pasien dan dengan demikian dapat diekspresikan secara verbal), memori
implisit (ingatan yang ditunjukkan oleh peningkatan kinerja pasien tanpa pasien
menyadarinya), atau keduanya?

 Banyak pasien amnesik menunjukkan defisit parah dalam memori eksplisit tanpa defisit

sama sekali dalam memori implisit

PENDEKATAN MODERN UNTUK PENGUJIAN NEUROPSIKOLOGIS

 BAHASA.

 Misalnya, jika seorang pasien memiliki masalah bicara, itu mungkin salah

satu dari tiga masalah yang berbeda secara fundamental: masalah fonologi
(aturan yang mengatur bunyi bahasa), masalah sintaksis (tata bahasa
bahasa), atau masalah semantik (arti bahasa).

 Beberapa pasien disleksia (mereka yang memiliki masalah membaca)

mengingat aturan pengucapan tetapi mengalami kesulitan mengucapkan
kata-kata yang tidak mengikuti aturan ini, kata-kata seperti datang dari
lidah, yang pengucapannya harus diingat.

 Pasien disleksia lainnya mengucapkan kata-kata sederhana yang akrab

berdasarkan

ingatan

tetapi

telah

kehilangan

kemampuan

untuk

menerapkan aturan pengucapan (mereka tidak dapat mengucapkan kata-
kata seperti trapple atau melarikan diri)

METODE PERILAKU ILMU SARAF KOGNITIF

 untuk mempelajari hubungan antara otak dan kognisi

 setiap proses kognitif yang kompleks dihasilkan dari aktivitas gabungan dari

proses kognitif sederhana yang disebut proses kognitif konstituen.

 setiap proses kognitif konstituen dimediasi oleh aktivitas saraf dalam

wilayah otak tertentu atau di seluruh wilayah otak tertentu

 tujuan utama ilmu saraf kognitif adalah untuk mengidentifikasi bagian-

bagian otak yang memediasi berbagai proses kognitif konstituen

 Teknik: (1) Teknik Pengurangan Gambar Berpasangan, (2) Mode Default

Otak, (3) Konektivitas Fungsional

PARADIGMA BIOPSIKOLOGI PERILAKU HEWAN

 Contoh-contoh penting dari paradigma perilaku yang digunakan untuk

mempelajari biopsikologi spesies laboratorium

(1) paradigma untuk penilaian perilaku umum spesies

(2) paradigma pengkondisian tradisional

(3) paradigma pembelajaran hewan seminatural.

PARADIGMA UNTUK PENILAIAN PERILAKU UMUM SPESIES

 Perilaku umum spesies adalah perilaku yang ditampilkan oleh hampir

semua anggota spesies, atau setidaknya oleh semua orang dengan usia
dan jenis kelamin yang sama. Perilaku umum spesies yang umum dipelajari
termasuk perawatan, berenang, makan, minum, bersanggama, berkelahi,
dan membangun sarang.

1. UJI LAPANGAN TERBUKA.

2. TES PERILAKU AGRESIF DAN DEFENSIF

3. TES PERILAKU SEKSUAL.

PARADIGMA PENGKONDISIAN TRADISIONAL

 Paradigma

pembelajaran

memainkan

peran

utama

dalam

penelitian

biopsikologis karena tiga alasan.

1. belajar adalah fenomena yang menjadi perhatian utama bagi para

psikolog.

2. paradigma

pembelajaran

memberikan

teknologi

yang

efektif

untuk

memproduksi dan mengendalikan perilaku hewan.

3. mungkin untuk menyimpulkan banyak tentang keadaan sensorik, motorik,

motivasi, dan kognitif hewan dari kemampuannya untuk belajar dan
melakukan berbagai respons.

PARADIGMA PEMBELAJARAN HEWAN SEMINATURAL

 biopsikolog menggunakan paradigma pembelajaran hewan yang telah

dirancang khusus untuk meniru situasi yang mungkin dihadapi hewan di
lingkungan alaminya.

1. PENGHINDARAN RASA TERKONDISI. Penghindaran rasa terkondisi adalah

respons penghindaran yang berkembang terhadap selera makanan yang
konsumsinya telah diikuti oleh penyakit.

2. LABIRIN LENGAN RADIAL. memanfaatkan kemampuan spasial hewan

pengerat yang berkembang dengan baik. Kelangsungan hidup tikus di
alam liar tergantung pada kemampuan mereka untuk bernavigasi dengan
cepat dan akurat melalui lingkungan mereka dan untuk mempelajari lokasi
mana di dalamnya yang kemungkinan mengandung makanan dan air

PARADIGMA PEMBELAJARAN HEWAN SEMINATURAL

3. LABIRIN AIR MORRIS. Tikus-tikus itu ditempatkan di kolam air susu dingin yang

melingkar dan tidak berfitur di mana mereka harus berenang sampai mereka
menemukan platform pelarian. tikus belajar setelah hanya beberapa percobaan
untuk berenang langsung ke platform, mungkin dengan menggunakan isyarat
spasial dari ruangan sebagai referensi. Labirin air Morris berguna untuk menilai
keterampilan navigasi hewan yang mengalami lesi otak atau dibius.

4. PENGUBURAN DEFENSIF TERKONDISI. tikus menerima stimulus permusuhan

tunggal (misalnya, kejutan, ledakan udara, atau bau berbahaya) dari benda yang
dipasang di dinding ruangan tepat di atas lantai, yang dipenuhi dengan bahan
alas tidur. Setelah satu percobaan, hampir setiap tikus mengetahui bahwa objek
uji adalah ancaman dan merespons dengan melemparkan bahan alas tidur ke
objek uji dengan kepala dan kaki depannya.

BERPIKIR KREATIF TENTANG PENELITIAN BIOPSIKOLOGI

 beberapa

metode

penelitian

hampir

selalu

perlu

digunakan

untuk

menjawab pertanyaan. jarang, jika pernah, adalah masalah biopsikologis
penting yang diselesaikan dengan menggunakan metode tunggal.

 baik metode yang digunakan untuk memanipulasi otak maupun metode

yang digunakan untuk menilai konsekuensi perilaku dari manipulasi ini
selektif: tidak ada metode memanipulasi otak yang hanya mengubah satu
aspek fungsi otak, dan tidak ada ukuran perilaku yang hanya mencerminkan
satu proses psikologis.

 jalur penelitian yang menggunakan satu metode biasanya dapat ditafsirkan

dengan lebih dari satu cara dan dengan demikian tidak dapat memberikan
bukti tegas untuk satu interpretasi

TERIMA KASIH