Gambar-gambar itu menjadi ikon bagi siapa saja yang telah mencelupkan kaki ke dalam kumpulan ilmu saraf yang luas dan penuh teka-teki: Pola percabangan yang halus berasal dari dan mengelilingi bercak hitam kecil. Bobot garis yang bervariasi mengisyaratkan struktur tiga dimensi yang digambarkan gambar, mengingatkan pada pohon bercabang telanjang di musim dingin. Ini adalah gambar neuroanatomist Spanyol Santiago Ramón y Cajal tentang neuron.
Konten terkait
- Sains di Balik Pencarian Kami untuk Waldo
Lebih dari lima dekade bekerja, Cajal (1852-1935) menciptakan lebih dari 2.900 gambar yang merinci arsitektur sistem saraf. Tak terhitung jam pengamatan dekat menginformasikan gambar-gambar itu dan membantunya mewujudkan dua kebenaran mendasar dari neuroanatomi. Pertama, ia menyimpulkan bahwa otak terdiri dari banyak sel individu, yang disebut neuron, dan bukan sel laba-laba yang menyerupai struktur web (pandangan banyak orang sezamannya). Kedua, sinyal-sinyal listrik yang dihasilkan sel-sel itu mengalir melalui neuron dalam satu arah: dendrit bercabang menerima denyut nadi, meneruskannya ke tubuh sel utama dan kemudian sepanjang aksonnya — proyeksi panjang yang dapat menghubungkan bagian otak yang jauh.
Untuk karyanya, Cajal berbagi Hadiah Nobel Fisiologi atau Kedokteran tahun 1906 dengan Camillo Golgi, seorang Italia yang menemukan metode pewarnaan jaringan yang digunakan Cajal untuk melihat neuron individu. Hebatnya, itu akan menjadi dekade sebelum peneliti lain dapat mengkonfirmasi pandangannya tentang struktur dan fungsi otak. Sekarang, ia digembar-gemborkan sebagai bapak ilmu saraf modern.
"Dia adalah seorang jenius dan ilmuwan hebat, yang mampu melihat hal-hal yang tidak dapat dilihat orang lain, " kata Eric Newman, seorang ahli ilmu saraf University of Minnesota yang bersama-sama mengedit sebuah buku baru tentang Cajal, Otak Cantik: Gambar-gambar Santiago Ramón y Cajal, dengan rekannya Alfonso Araque dan Janet M. Dubinsky, juga ahli saraf di universitas. Buku mereka berisi lebih dari 80 gambar Cajal dan merupakan pendamping pameran perjalanan yang dibuka 28 Januari di Weisman Art Museum di Minneapolis.
Otak Cantik: Gambar-gambar Santiago Ramon y Cajal
MembeliSeperti yang diperlihatkan buku dan pertunjukan itu, Cajal adalah seorang seniman yang terampil dan kemampuan pengamatannya membuatnya menjadi titan dalam sejarah sains.
Keindahan luar biasa dari gambar-gambar Cajal muncul dari perintah rumit dari biologi neuron dan metode pewarnaan Golgi gelap yang disempurnakan Cajal, tetapi karyanya mengandung sesuatu yang lebih. Banyak gambar yang sangat informatif sehingga masih digunakan di kelas neurobiologi saat ini. "Gambarnya masih merupakan gambar terbaik, " kata Newman. "Mereka mengilustrasikan begitu banyak poin penting." Bahkan teknologi pencitraan modern tidak dapat melampaui keanggunan yang dihubungkan dengan bentuk dan fungsi Cajal.
Buku ini dibagi menjadi empat bagian utama. Yang pertama memperkenalkan menagerie dari berbagai tipe sel di otak, dari neuron Purkinje bercabang yang riang yang menjaga tubuh tetap tegak dan seimbang menjadi neuron yang jarang yang mengatur kontraksi otot yang memindahkan makanan melalui usus.
Bagian kedua menunjukkan bagaimana banyak sel diintegrasikan untuk menciptakan sistem sensorik. Di sini, gambar-gambar Cajal mengeksplorasi bagaimana otak dan organ-organ indera menerima dan memproses bau, pemandangan, dan suara. Bagian ketiga termasuk gambar neuron yang bekerja bersama di sirkuit, membangun jalur yang menghubungkan berbagai bagian otak atau menimbulkan perilaku tertentu. Bagian terakhir mengeksplorasi gambar sel yang tumbuh, membelah dan mati.
Newman menulis keterangan untuk gambar. "Dari satu gambar ke gambar berikutnya, saya mencoba menceritakan sebuah kisah sehingga orang dapat belajar tentang ilmu saraf saat mereka membaca, " katanya. Tetapi penjelasannya jauh dari didaktik; alih-alih kisah sistem syaraf terbuka secara meyakinkan, sedikit berkurang dengan perlakuan visual karya Cajal.
"Beberapa gambar yang kami pilih terutama karena keindahannya, " kata Newman. Kemudian, tim harus menyelami jurnal-jurnal Cajal dan karya ilmiah asli untuk lebih memahami konteks dan pentingnya setiap gambar.
Buku ini juga menampilkan esai oleh Larry W. Swanson, seorang neurobiologis di University of Southern California, dan co-ditulis oleh Lyndel King, direktur dan kepala kurator Weisman Art Museum, dan Eric Himmel, Editor in Chief of Abrams Books, penerbit.
Swanson menyelidiki kehidupan Cajal dan pencapaian ilmiah, menyebutnya "karakter yang menarik, multidimensi, lebih besar dari kehidupan." King dan Himmel mengeksplorasi seni dan metodenya. Kedua esai ini diambil dari otobiografi pria itu, Recollections of My Life .
Potret diri, diambil oleh Cajal di laboratoriumnya di Valencia ketika ia berusia awal tiga puluhan, c. 1885. (Courtesy Instituto Cajal del Consjo, Superior de Investigaciones Científicas, Madrid, © 2017 CSIC) 
Potret diri, diambil oleh Cajal di perpustakaannya ketika dia berusia tiga puluhan. (Courtesy Instituto Cajal del Consjo, Superior de Investigaciones Científicas, Madrid, © 2017 CSIC) 
Empat potret diri yang diambil oleh Cajal ketika ia berusia 34 tahun, 1886. (Courtesy Instituto Cajal del Consjo, Superior de Investigaciones Científicas, Madrid, © 2017 CSIC) Lahir pada tahun 1852 di sebuah kota kecil di timur laut Spanyol, Cajal menggambarkan dirinya sebagai siswa yang miskin, pemalu dan tidak ramah, tulis Swanson. Pada usia muda, ia menggambar secara kompulsif dan ingin menjadi seorang seniman. Ayahnya, seorang dokter setempat, ingin dia menjadi seorang dokter. Keduanya berdamai ketika Cajal menemukan betapa tubuh manusia memikatnya dan ayahnya melihat betapa bagusnya gambarnya untuk mengajar anatomi. Cajal bersekolah di sekolah kedokteran setempat.
Setelah malaria dikontrak selama pelayanan medis tentara meninggalkan Cajal terlalu lemah untuk menjadi dokter praktek, ia beralih ke histologi, studi mikroskopis jaringan tubuh. Dia memiliki bakat untuk penjelasan puitis: Cajal menulis bahwa histologi mengungkapkan kepadanya "dengung sarang lebah gelisah yang kita semua miliki di dalam diri kita." Di laboratorium yang dibangun sendiri di rumahnya, dia mengasah keahliannya. Kunjungan ke Golgi di Italia memperkenalkannya pada metode berbasis perak yang menodai beberapa neuron acak hitam pekat, memberikan dasar untuk gambarnya.
Cajal sering menyaring pengamatan ratusan neuron untuk menggambar struktur elegan tunggal dalam gambar terakhirnya. King dan Himmel menggunakan salah satu potret dirinya untuk membayangkan hari-harinya yang khas: Cajal duduk di sebuah meja sambil memegang beberapa mikroskop, meletakkan kepalanya di tangannya dan memandangi penonton. Rak bahan kimia dalam botol kaca dan kain bernoda di atas meja membuktikan pewarnaan jaringan yang dipraktikkan pada jaringan hewan, termasuk yang berasal dari kelinci, katak dan merpati serta pada jaringan mayat manusia.
Para penulis esai menjelaskan bahwa Cajal dapat mengintip melalui mikroskop di depannya dan membuat sketsa pada permukaan gambar kecil ke samping. Mereka menulis:
Dia mungkin mulai menggambar dengan pensil, dan kemudian mengeceknya dengan tinta India, menambahkan sapuan tinta atau cat air untuk area warna. Seringkali, dia menghabiskan pagi di mikroskop tanpa membuat sketsa sama sekali dan menggambar dari ingatan di sore hari, kembali ke mikroskop untuk mengkonfirmasi dan merevisi pengamatannya; kita bisa melihat jejak-jejak proses di daerah-daerah terpencil yang tidak ia sukai.
Proses yang melelahkan itu adalah kunci bagi penemuan Cajal. "Anda dapat berargumen bahwa dia hanya seorang pengamat yang jauh lebih baik dan mampu menafsirkan apa yang dia lihat di bawah mikroskop, " kata Newman.
Bagi Newman, karya Cajal membawa resonansi khusus. Penelitian Newman sendiri berfokus pada sel-sel non-neuronal di otak yang disebut glia. Secara tradisional, sel-sel ini telah dianggap sebagai sel pendukung pasif, biola kedua bagi neuron. Hanya dalam beberapa tahun terakhir ide ini telah dibatalkan. Sel glial adalah pemain utama yang mendorong dan memangkas koneksi antara neuron, membantu memodulasi pensinyalan neuron dan mengatur aliran darah di otak. Dalam contoh lain dari wawasannya, Cajal mengakui pentingnya sel glial lebih dari satu abad yang lalu.
"Dia sebenarnya mengusulkan banyak fungsi sel glial yang sekarang kita temukan benar, " kata Newman.
Buku ini ditutup dengan esai terakhir oleh Dubinsky yang menyediakan dan menjelaskan gambar otak dan strukturnya yang dibuat dengan teknik modern dan diterbitkan dalam jurnal ilmiah hari ini. Ini termasuk mouse Brainbow, yang membawa neuron yang berpendar dalam sekitar 100 warna yang berbeda, dan rekonstruksi digital dari ujung akson — berdasarkan mikroskop pemindaian elektron dan eksperimen pengidentifikasian protein — dikemas penuh dengan pembawa pesan kimia yang menunggu untuk keluar dan mengirim informasi ke sel berikutnya. Kemegahan warna-warni mereka menyoroti apa yang dilakukan Cajal dengan benar dan juga sejauh mana pemahaman para ilmuwan telah berkembang sejak zamannya.
Bahkan pemalu sains dapat menghargai kemegahan visual dari gambar-gambar Cajal dan betapa saksama mereka menerangi misteri otak, yang bisa tampak sama menakutkannya dengan alam semesta itu sendiri. "Ketika kita melihat gambar-gambarnya hari ini, " King dan Himmel menulis dalam esai mereka, "kita tidak melihat diagram atau argumen, tetapi gambar jelas pertama dari perbatasan yang jauh itu, yang ditarik oleh orang yang bepergian paling jauh ke dalam jangkauannya yang tak ada habisnya."
Otak Cantik diterbitkan 17 Januari dan tersedia untuk pembelian. Pameran pendamping dengan gambar asli Cajal berada di Weisman Art Museum di Minneapolis mulai 28 Januari hingga 21 Mei. Sepanjang tahun ini dan hingga musim semi 2019, ia akan melakukan perjalanan ke Vancouver, Kanada; Kota New York; Cambridge, Massachusetts; dan akhirnya Chapel Hill, North Carolina.
