Peranan Elektrofisiologi dalam Perhubungan Sel

Elektrofisiologi merupakan kajian mengenai aliran elektrik dalam sel dan tisu organisma. Bidang ini mengkaji cara sel dan tisu berhubung antara satu sama lain dan menjadi penyelidikan penting mengenai fisiologi sel. Menurut Kamus Dewan Edisi Keempat, elektro- bermaksud awalan asing berkaitan dengan tenaga atau proses elektrik, manakala fisiologi bermaksud proses dan fungsi keseluruhan atau sebahagian daripada sesuatu organisma. Antara organ terpenting dalam manusia, iaitu otak banyak menggunakan hubungan ini. Hal ini dikatakan demikian kerana otak melibatkan penghantaran maklumat daripada satu neuron ke neuron yang lain dalam bentuk elektrik.

Individu pertama yang menjumpai teknik elektrofisiologi ialah Emil Heinrich du Bois-Reymonds, pakar perubatan dan ahli fisiologi dari Jerman. Pada tahun 1950, Alan Hodgkin dan Andrew Huxley telah menjalankan kajian aktiviti elektrik sel dengan menggunakan akson sotong gergasi yang berdiameter besar, iaitu kira-kira satu milimeter. Kajian ini telah berjaya memenangi Hadiah Nobel pada tahun 1963. Seterusnya, usaha murni ini diteruskan oleh Erwin Neher dan Bert Sakmann yang memperkenalkan teknik patch clamp dalam elektrofisiologi yang mengkaji saluran ion dalam sel. Kajian ini juga telah memenangi Hadiah Nobel dalam bidang perubatan pada tahun 1991.

Selain daripada mengkaji aktiviti elektrik di peringkat sel dan neuron, elektrofisiologi juga penting dalam meneliti kesannya pada tisu, organ dan sistem badan manusia. Sebagai contohnya, apabila sekumpulan neuron yang telah dipencilkan daripada sumber haiwan atau manusia didedahkan kepada sesuatu minuman, makanan dan bahan kimia, kesannya terhadap sumber tersebut dapat diketahui dengan menggunakan ilmu elektrofisiologi.

Kajian Desiree dan pasukan penyelidikannya pada tahun 2007 yang bertajuk The Memory-Impairing Effects of Septal GABA Receptor Activation Involve GABAergic Septo-Hippocampal Projection Neurons telah menentukan kesan musimol terhadap otak dengan menggunakan teknik elektrofisiologi. Musimol ialah satu daripada bahan psikoaktif kimia yang terdapat dalam kulat daripada spesies Amanita muscaria. Hasil kajian tersebut mendapati musimol dapat melemahkan daya ingatan, khususnya di bahagian hipokampus pada otak yang memainkan peranan dalam daya pembelajaran dan ingatan. Musimol bertindak pada sel neuron dan seterusnya memberikan kesan negatif kepada kekuatan jaringan antara neuron dan neuron persekitarannya dengan mengaktifkan reseptor GABA. Hal ini mengakibatkan ilmu atau memori baharu tidak dapat disebarkan ke neuron bersebelahan. Lama-kelamaan, memori tersebut akan hilang sebelum sempat disimpan daripada memori sementara ke memori jangka panjang.

Antara kajian lain yang menggunakan teknik elektrofisiologi termasuklah kajian Wiliams dan pasukan penyelidikannya dari Amerika Syarikat pada tahun 2004 yang bertajuk Age-Related Effects of Ginkgo Biloba Extract on Synaptic Plasticity and Excitability. Kajian ini menggunakan ginkgo biloba, iaitu sejenis tumbuhan herba yang sering digunakan dalam bidang perubatan tradisional dan moden. Hasil kajian menunjukkan bahawa ekstrak eGb 761 daripada ginkgo biloba menunjukkan kesan yang baik dalam daya ingatan. Ekstrak tersebut  mengaktifkan neuron dengan memperbanyak dan memanjangkan impuls yang dikeluarkan oleh neuron ke neuron bersebelahan. Ekstrak ini juga dikatakan mampu merangsang glutamatergic, iaitu bahan untuk mengaktifkan neuron.

Elektrofisiologi juga dapat menentukan keabnormalan otak dengan mengkaji keabnormalan impuls yang dihasilkan oleh neuron. Keabnormalan ini boleh terjadi secara semula jadi atau dihasilkan daripada tindak balas kimia tertentu yang menghasilkan gangguan semasa proses pembentukan sarung mielin atau penurunan jaringan sinaps neuron.

Kajian lain yang dilakukan oleh Claudio Babiloni dan pasukan penyelidiknya pada tahun 2019 mendapati bahawa kajian elektrofisiologi berupaya menjadi alat bagi menentusahkan kebolehan sesuatu bahan kimia dan kesannya kepada jarian neuron. Kajian tersebut juga mendapati elektrofisiologi boleh menentukan proses perhubungan antara neuron dan reseptor yang terlibat secara individu atau keseluruhannya dan kekuatan hubungan elektrikal antara neuron. Di samping itu, elektrofisiologi boleh menjadi alat utama yang menghubungkan kajian pra-klinikal ke kajian klinikal sebelum sesuatu bahan kimia yang berpotensi boleh digunakan oleh manusia.

Di Malaysia, kajian elektrofisiologi masih baharu dan peluang masih terbuka luas kepada saintis untuk meneroka dan memahami bidang ini, terutamanya dalam elektrofisiologi tumbuhan. Malaysia yang kaya dengan kepelbagaian flora menjadikan banyak penyelidikan berpotensi tinggi boleh dijalankan menggunakan elektrofisiologi, terutamanya yang melibatkan tumbuhan spesies endemik tempatan.