BAB I

SUSUNAN SARAF PUSAT MANUSIA

 

Sistem saraf vertebrata secara structural dan fungsional beragam. Sebagai

contoh, korteks serebral pada otak lumba-luba secara structural lebih kompleks dan

merupakan prosesor informasi yang jauh lebih ampuh dibandingkan dengan korteks

serebral ikan atau katak. Namun semua system saraf vertebrata mempunyai beberapa

kemiripan mendasar, yaitu adanya unsure pusat dan tepi yang jelas dan derajat

sefalisasi yang tinggi. Otak dan sum-sum tulang belakan vertebrata menyususn SSP.

Otak menyediakan kemampuan integrative yang mendasari perilaku kompleks yang

khas pada vertebrata. Sumsum tulang belakan (tali spinal), yang membentang

sepanjang tulang belakang, atau spinal, mengintegrasi respons yang sederhana

terhadap jenis stimulus tertentu dan mengirimkan informasi ked an dari otak.

            Akson di dalam SSP berlokasi pada saluran tertentu, yang selubung myelinya

memberikan penampakan keputih-putihan. Bahan putih (white matter) ini secara

jelas dapat dibedakan dari bahan abu-abu (grey matter) (terutama badan sel saraf,

dendrite, dan akson yang tidak bermielin) dalam sayatan melintang otak dan sumsum

tulang belakang.

            Sistem saraf pusat vertebrata berasal dari tali saraf berlubang dorsal-salah

satu ciri khusus filogenik kordata-serta baik otak maupun sumsum tulang belakang

mempunyai ruangan yang penuh dengan cairan. Saluran tengah (central canal) yang

sempit pada sumsum tulang belakang berhubungan langsung dalam ruangan yang

penuh dengan cairan, yang disebut ventrikel, di otak. Rongga ini berisi cairan

serebrospinal (cerebrospinal fluid) yang terbentuk dalam otak melalui filtrasi darah.

Cairan serebrospinal kembali ke vena untuk mengirimkan nutrient, hormone, dan sel-

sel darah putih dengan menembus sawat (rintangan) antara darah dan otak menuju

bagian otak yang berbeda. Fungsi cairan serebrospinal yang paling penting adalah

bertindak sebagai bantalan otak yang meredam guncangan. Otak dan sumsum tulang

belakang juga dilindungi oleh lapisan jaringan ikat yang disebut meninges. Pada

mamalia, cairan serebrospinal bersikulasi di antara kedua meninges, yang

memberikann bantalan tmbahan bagi otak.

 

OTAK VERTEBRATA BERKEMBANG DARI TIGA PEMBESARAN

ANTERIOR SUMSUM TULANG BELAKANG

Pada semua vertebrata, tiga penonjolan anterior dan simetris bilateral pada tali saraf

berlubang dorsal –otak depan (forebrain), otak tengah (midbrain), dan otak belakang

(bindbrain)- menjadi jelas setelah tabung neuron berdiferenasiasi. Ketiga struktur

embrionik ini kemungkinan adalah sisa-sisa otak dari leluhur vertebrata. Dalam

rangkaian evolusi vertebrata, secara structural dan fungsional otak terbagi lebih

lanjut, yang memberikan kemampuan tambahan untuk integrasi yang kompleks.

            Pada minggu kelima perkembangan (manusia sebagai contonhnya), lima

wilayah otak terbentuk dari tiga tonjolan utama. Dua diantara wilayah ini,

telensefalon dan diensefalon, berkembang dari otak depan. Dari semua wilayah otak,

telansefalon mengalami banyak perubahan, yang berkembang menjadi pusat control

dan integrasi homeostasis utama dalam otak. Wilayah otak yang ketiga,

mesensefalon, berkembang dari otak tengah yang masih tetap belum terbagi ; dua

wilayah lainnya, metensefalon dan mielensefalon, berkembang dari otak belakang.

 

 

 

A.    BATANG OTAK

            Batang otak berfungsi mengirimkan data dan mengorntrol aktivitas otomatis

yang penting bagi kelangsungan hidup. Mesensefalon, bagian dari mielensefalon

membentuk batang otak (brainstem), berupa pembengkakan yang mirip batang dan

tudung pada anterior sumsum tulang belakang. Batang otak, yang kadang-kadang

disebut otak bagian bawah, mempunyai tiga bagian yang berfungsi dalam

homeostasis, koordinasi pergerakan, penghantaran, dan pengiriman informasi ke

pusat otak yang lebih tinggi, yaitu medulla oblongata, spons dan otak tengah.

Medulla oblongata (yang umum disebut medulla saja) mempunyai pusat-pusat yang

mengatur beberapa fungsi visceral (otonom, homeostatic), yang meliputi pernafasan,

jantung, dan aktivitas pembuluh darah, penelanan, muntah dan pencernaan. Pons

juga berperan dalam beberapa aktivitas ini, yang mempunyai nucleus yang mengatur

pusat pernafasan di medulla, misalnya. Semua berkas akson yang membawa

informasi sensoris ked an instruksi motoris dari wilayah otak bagian atas akan

melewati batang otak, sehingga pengirimman data merupakan salah satu fungsi

paling penting pada medulla dan pons. Batang otak juga membantu

mengkoordinasikan pergerakan tubuh berskala besar seperti berjalan. Sebagian besar

akson yang naik membawa instruksi mengenai pergerakan dari otak tengah dan otak

depan ke sumsum tulang dan belakang dengan melintasi satu sisi SSP ke sisi lainnya

ketika melewati medulla. Akibatnya, sisi otak bagian kanan mengontrol banyak

pergerakan sisi tubuh bagian kiri, dan demikian sebaliknya.

            Bagian ketiga batang otak, yaitu otak tengah, mengandung pusat untuk

penerimaan dan integrasi beberapa jenis informasi sensoris. Bagian ini juga berfungsi

ssebagai pusat proyeksi, yang mengirimkan informasi sensoris yang dikode di

sepanjang neuron ke wilayah tertentu pada otak depan. Nucleus yang menonjol pada

otak tengah adalah kolikuli inferior (inferior colliculi) dan kolikuli superior (superior

colliculi), yang merupakan bagian system auditoris dan system visual. Semua serat

yang terlibat dalam pendengaran akan berakhir di atau akan dilewatkan melalui

kolikuli inferior. Pada vertebrata nonmamalia, kolikuli superior membentuk lobus

optic yang menonjol dan mungkin merupakan pusat visual satu-satunya. Pada

mamalia, penglihatan diintegrasikan dalam serebrum, sehingga kolikuli superior

hanya berfungsi mengkoordinasikan reflex visual dan melaksanankan fungsi persepsi

yang terbatas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 1

Batang Otak

 

B.     SEREBELUM

Serebelum berfungsi mengontrol pergerakan dan keseimbangan. Serebelum

berkembang dari bagian metensefalon. Fungsi primernya adalah mengkoordinasikan

pergerakan. Serebelum menerima informasi sensoris mengenai posisi persendian dan

panjang otot, juga informasi dari system auditoris (pendengaran) dan visual

(penglihatan). Serebelum juga menerima input dari jalur motoris, yang

memberitahunya tindakan mana yang diperintahkan oleh serebrum. Serebelum

menggunakan informasi ini untuk menghasilkan koordinasi otomatis atas pergerakan

dan keseimbangan. Jika salah satu bagian tubuh digerakkan, serebelum akan

mengkoordinasikan bagian tubuh lainnya untuk menghasilkan pergerakan yang

mulus dan pemeliharaan keseimbangan. Serebelum juga memainkan peranan dalam

pembellajaran dan pengingatan respon motoris. Koordinasi tangan-mata merupakan

salah satu contoh fungsi serebelum. Jika serebelum rusak, mata dapat mengikuti

objek yang bergerak, akan tetapi mata tidak akan berhenti bergerak pada tempat yang

sama ketika objek tersebut berhenti.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2

Serebelum

 

 

C.     DIENSEFALON

            Diensefalon embrionik berkembang menjadi tiga wilayah otak dewasa:

epitalamus, thalamus, dan hipotalamus. Epitalamus meliputi suatu penjuluran

kelenjar pineal, dan pleksus koroid, yaitu salah satu dari beberapa kelompok kapiler

yang menghasilkan cairan serebrospinal.

            Selain sebagi pusat integrasi utama, thalamus juga merupakan pusat input

informasi sensoris utama yang menuju ke serebrum dan merupakan pusat output

untuk informasi motoris yang meninggalkan serebrum. Thalamus mengandung

banyak nucleus yang berbeda. Masing-masing nucleus berfungsi untuk jenis

informasi sensoris tertentu. Informasi yang masuk dari semua indera diseleksi dalam

thalamus dan dikirimkan ke pusat otak bagian atas untuk interpretasi dan integrasi

lebih lanjut. Thalamus juga menerima input dari serebrum dan bagian-bagian otak

yang mengatur emosi dan kesiagaan (dalam keadaan bangun).

            Meskipun hanya berbobot beberapa gram, hipotalamus merupakan salah satu

wilayah otak yang paling penting untuk pengaturan homeostasis. Hipotalamus

merupakan sumber dua golongan hormone, hormone pituitary posterior dan hormone

pembebas yang bekerja pada pituitary anterior. Thermostat tubuh terdapat di

hipotalamus, jika pusat untuk pengaturan rasa lapar, rasa haus dan beberapa

mekanisme kelangsungan hidup dasar lainnya. Nucleus hipotalamus juga memainkan

peranan dalam respon seksual dan perilaku kawin, respon fight or flight, dan rasa

nikmat. Sebutan pusat kenikmatan hipotalamik diberikan karena respon yang

ditunjukkan ketika hipotalamus dirangsang pada hewan percobaan, meskipun kita

sesungguhnya tidak dapat mengetahuiapakah tikus mengalami apa yang

diterjemahkan manusia sebagai sensasi yang memberikan kenikmatan.

 

 

Hipotalamus dan irama sirkardian

            Hewan, termasuk manusia, memperlihatkan semua jenis perilaku ritmik

(berirama) yang diulang secara teratur. Apa yang mempertahankan irama harian kita

ketika misalnya, kita tidur, tekanan darah kita meningkat, dan dorongan seksual kita

meningkat?

            Banyak kajian telah menguji kepentingan relative dari petunjuk eksternal dan

penjaga waktu internal dalam memelihara perilaku berirama. Kajian tersebut

menunjukkan bahwa irama sirkadian umumnya mempunyai komponen internal yang

kuat, yang dirujuk sebagai jam biologis. Para peneliti tenrtantang untuk menemukan

mekanisme internal yang mengatur irama perilaku. Hipotesis awal bahwa lokasi

mekanisme control bervariasi pada kelompok-kelompok taksonomik adalah berbeda,

telah terbukti benar. Contohnya, lalat buah (Drosophila) kelihatannya mempunyai

banyak jam biologis di seluruh tubuhnya dan pada ujung bagian luar sayapnya. Pada

mamalia sepasang struktur yang disebut nucleus suprakiasmatik (SCN) dalam

hipotalamus berfungsi sebagai jam biologis. Percobaan pada rodensia telah

mengungkapkan bahwa sel-sel SCN menghasilkan protein spesifik sebagai resons

terhadap perubahan siklus gelap-terang. Fungsi jam biologis kemungkinan

merupakan pengaturan berbagai macam fungsi fisiologis, seperti pembebasan

hormone, rasa lapar, dan peningkatan sensitivitas terhadap stimulus eksternal yang

memotivasi perilaku berirama spesifik.

            Para peneliti juga telah menyelidiki peranan petunjuk eksternal dalam irama

sirkadian. Umumnya, irama suatu jam biologis tidak sepenuhnya cocok dengan

kejadian di lingkungan, dan petunjuk eksternal diperlukan untuk mempertahankan

siklus itu agar waktunya sesuai dengan dunia luar. Cahaya adalah salah satu petunjuk

eksternal umum pada irama sirkadian; informasi visual yang diterima oleh SCN

melalui neuron sensoris pada mata memungkinkan jam mamalia agar tetap sinkron

dengan siklus alamiah panjang siang hari dan malam hari. Jam internal terus berjalan

tanpa petunjuk eksternal, akan tetapi berdasarkan waktunya sendiri. Petunjuk

eksternal, seperti panjang siang dan panjang malam, menyesuaikan jam itu,

sedemikian rupa sehingga perilaku berirama yang dikontrolnya disinkronisasi dengan

dunia luar.

            Irama sirkadian manusia diteliti dengan cara menempatkan individu dalam

ruangan yang nyaman untuk hidup dan berada jauh di bawah tanah, dimana mereka

bias membuat jadwal mereka sendiri tanpa ada petunjuk eksternal apapun. Di bawah

kondisi yang bebas ini, jam biologis manusia sepertinya memiliki satu periode

sekitar 25jam, akan tetapi dengan variasi individual; seperti hewan lain, manusia

menggunakan petunjuk eksternal untuk menyesuaikan dengan pola 24 jam di dunia

nyata.

 

D.    SEREBRUM

            Serebrum, pusat integrative yang paling kompleks di SSP, berkembang dari

telensefalon embrionik. Serebrum dibagi menjadi belahan (hemisfer) serebral

(cerebral hemisphere) kanan dan kiri. Masing-masing belahan terdiri atas penutup

bagian luar yang terbuat dari bahan abu-abu, yang disebut korteks serebral; bahan

putih dibagian dalam; dan kelompok nucleus yang berada di dalam bahan putih, yang

disebut nucleus basal. Nucleus basal (juga disebut ganglia basal) adalah pusat yang

paling penting untuk koordinasi motoris, dan bertindak sebagai saklar untuk impuls

dari sel motoris lain. Jika nucleus basal rusak, seseorang bias menjadi pasif dan tidak

mampu bergerak karena nucleus itu tidak lagi mengirimkan impuls motoris ke otot.

Degenerasi sel-sel yang memasuki nucleus basal terjadi pada penyakit Parkinson.

            Korteks serebral adalah bagian otak manusia yang paling besar dan

kompleks. Bagian ini mengalami banyak perubahan selama evolusi vertebrata.

Khususnya pada mamalia, perilaku yang canggih dan rumit dikaitkan dengan ukuran

relative korteks serebral dan adanya pelekukan yang meningkatkan luas

permukaannya. Meskipun kurang dari 5mm tebalnya, korteks serebral manusia

mempunyai luas permukaan sekitar 0,5mm2 dan menempati sekitar 80% dari total

massa otak. Primate dan cetacean (paus dan lumba-lumba misalnya) juga mempunyai

korteks serebral yang luarbiasa kompleks dan besar. Pada kenyataannya, luas

permukaan (relative dengan ukuran tubuh) korteks serebral lumba-lumba adalah

yang nomor 2 terbesar setelah manusia.

            Seperti bagian otak lainnya, korteks serebral terbagi menjadi sisi kanan dan

sisi kiri. Suatu serat pita yang tebal (bahan putih serebrum) yang dikenal sebagai

korpus kalosum menghubungkan sisi kiri dan sisi kanan. Masing-masing sisi

mempunyai empat lobus yang terpisah, dan para peneliti telah mengidentifikasi

sejumlah daerah fungsional di dalam masing-masing lobus.

            Dua daerah fungsional korteks, yaitu korteks motoris primer dan korteks

somatosensoris primer, membentuk perbatasan antara lobus frontal dan lobus

parietal. Korteks motoris terutama berfungsi untuk mengirimkan peruntah ke otot

rangka, yang mensinyalkan respon tertentu terhadap stimulus sensoris. Korteks

somatosensoris menerima dan secara parsial mengintegrasikan sinyal yang berasal

dari reseptor, sentuhan, rasa sakit, tekanan, dan suhu ke seluruh tubuh. Perbandingan

somatosensoris atau korteks motoris yang ditujukan untuk bagian tubuh tertentu

berhubungan dengan informasi sensoris dan motorisyang penting untuk bagian tubuh

tersebut.  Impuls yang ditransmisikan oleh reseptor ke daerah korteks somatosensoris

tertentu memungkinkan kita untuk menghubungkan rasa sakit, sentuhan, tekanan,

panas, atau dingin dengan bagian tubuh tertentu yang menerima stimulus tersebut.

Akan tetapi, yang disebut daerah khusus-penglihatan, pendengaran, penciuman, dan

pengecapan-diintegrasikan oleh wilayah korteks lainnya. Masing-masing wilayah

fungsional ini, juga korteks somatosensoris, bekerja sama dengan daerah asosiasi

yang berdekatan. Para peneliti mulai memahami bagaimana suatu pertukaran sinyal

ynag kompleks di antara pusat penerima dan pusat asosiasi menghasilkan persepsi

sensoris pada diri kita.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 3

Serebrum

OTAK MANUSIA SEBAGAI OBJEK PENELITIAN YANG TERDEPAN

            Integrasi impuls saraf terjadi pada semua level system saraf manusia. Jenis

integrasi yang paling sederhana adalah refleks spinal; integrasi yang paling kompleks

yang membuat korteks serebral mampu menghasilkan produk seni atau melakukan

suatu penemuan ilmiah. Penemuan mengenai mekanisme kerja otak merupakan salah

satu tapal batas yang paling menarik dan menantang dalam biologi modern.

Beberapa aspek penelitian otak yang sangat menarik adalah kondisi bangun dan

tidur; lateralisasi (spesialisasi belahan otak), bahasa, dan berbicara; emosi; memori

dan pembelajaran; dan kesadaran.

 

Kondisi bangun dan tidur

Siapapun yang mengikuti kuliah pada hari-hari musim semi yang hangat

mengetahui bahwa perhatian dan kesiagaan mental bervariasi dari waktu ke waktu.

Kondisi bangun adalah keadaan kesadaran akan dunia luar. Kebalikan keadaan

bangun adalah tidur, ketika seorang individu tetap menerima stimulus eksternal

namun tidak menyadari keberadaan stimulus tersebut. Mekanisme keadaanbangun

dan tidur sudah diketahui dengan baik, akan tetapi pertanyaan mengapa kita tidur

masih tetap merupakan permasalahan yang mendesak. Semua burung dan mamalia

tidur dan menunjukkan siklus bangun-tidur yang khas; yang kemungkinan

diperantarai oleh hipotalamus, seperti pada manusia.

            Tidur dan bangun mneghasilkan pola aktivitas listrik otak yang berbeda dan

dapat direkam dalam elektroensefalogram (EEG). Aturan umumnya, semakin sedikit

aktivitas mental yang dilakukan akan semakin sinkron gelombang otak dalam EEG.

Ketika seorang individu yang sehat berbaring diam dengan mata tertutup, maka

gelombang alfa yang lambat dan sinkron akan menjadi lebih dominan. Ketika mata

terbuka atau orang tersebut menyelesaikan suatu permasalahan yang kompleks maka

gelombang beta yang lebih kompleks akan muncul dengan cepat untuk

menggantikan gelombang alfa; yang menandakan ketidaksinkronan bagian-bagian

otak.

            EEG seseorang yang tidur menggambarkan bahwa sebenarnya tidur adalah

proses yang dinamis. Pada tahapan awal tidur, gelombang theta yang lebih tidak

beraturan dibandingkan dengan gelombang beta, seringkali lebih dominan. Tidur

yang nyenyak menghasilkan gelombang delta, yang begitu lamban dan sinkron.

Tidur yang nyenyak juga meliputi periode EEG yang tidak sinkron yang merupakan

sisa-sisa keadaan sadar. Selama periode ini, yang disebut REM (rupid eye

movement,atau pergerakan mata cepat), mata bergerak lebih aktif di seluruh medan

pandang di balik kelopak mata ynag tertutup. Sebagian besar mimpi terjadi selama

tidur REM. Seperti tidur, mimpi diartikan sebagai sesuatu yang magis atau

berhubungan dengan ilmu nujum, akan tetapi fungsinya yang sesungguhnya masih

belum diketahui.

            Tidur dan bangun diatur oleh beberapa pusat di serebrum dan batang otak.

Suatu system fungsional neuron yang disebut formasi retikuler melewati bagian

pusat batang otak. Satu bagian dari informasi retikuler, yaitu system aktivasi retikuler

(RAS), mengatur keadaan tidur dan bangun. RAS bertindak sebagai filter sensoris

yang menyeleksi informasi mana yang mencapai korteks, dan semakin banyak input

yang diterimakorteks maka seseorang akan semakin siaga dan sadar. Tetapi keadaan

bangun bukan sekedar fenomena umum; stimulus tertentu dapat diabaikan sementara

otak secara aktif mengolah input lain. Selain itu pusat-pusat spesifik mengatur

keadaan tidur dan bangun. Pons dan medulla mengandung nucleus ynag

menyebabkan tidur ketika dirangsang, dan otak tengah mempunyai suatu pusat yang

menyebabkan bangun. Serotonin merupakan neurotransmitter dari pusat penghasil

tidur tersebut. Tidur susu sebelum tidur dapat merangsang tidur karena susu

mengandung asam amino tritofan dalam jumlah banyak, asam amino yang

merupakan precursor serotonin.

 

Lateralisasi, bahasa dan bicara

Daerah asosiasi korteks serebral adalah lateralisasi; yaitu, masing-masing sisi

kotak dikhususkan untuk fungsi-fungsi yang berlainan. Proses yang mendukung

berbicara, bahsa, perhitungan dan pengolahan serial yang cepat mengenai informasi

rinci, misalnya terutama terjadi di belahan otak kiri. Belahan otak kanan menekankan

pada keseluruhan korteks, persepsi spasial, dan kemampuan kreatif.

            Pemahaman dan pembentukan bahasa memerlukan beberapa interaksi yang

sangat kompleks antara beberapa daerah asosiasi di belaahan otak kiri, sementara

kandungan emosional bahasa yang disampaikan melalui tekanan suara diproses di

daerah asosiasi yang terdapat di belahan otak kanan. Kerusakan pada belahan otak

kiri dapat menyebabkan jenis afasia, yaitu ketidakmampuan untuk berbicara secara

utuh, yang berbeda-beda. Penderita yang mengalami kerusakan pada daerah asosiasi

di lobus parietal yang berfungsi untuk menerjemahkan informasi yang diucapkan

atau informasi visual (misalnya, penampakan kata-kata pada halaman) menjadi

berarti masih dapat bberbicara. Akan tetapi, karena mereka tidak dapat memahami,

ucapan itu seringkali terdiri atas rangkaian kata yang panjang dan suku kata yang

tidak berarti. Kerusakan pada daerah asosiasi bicara lainnya di lobus frontl, yaitu

tepat di depan korteks motoris yang mengontrol muka, akan mengganggu program

motoris yang menggerakkan lidah, bibir dan otot bicara lainnya untuk mengucpkan

kata. Penderita mampu memahami pembicaraan, namun dengan kemampuan

pengucapan bahasa yang berkurang.

 

Emosi

Apa yang menyebabkan kita tertawa, menangis, mencintai, iri, khawatir dan

seterusnya merupakaninti dari banyak spekulasi dan filosofi biologis. Beberapa

hipotesis mengusulkan bahwa emosi dihasilkan oleh umpan balik organ dan otot

tubuh ke SSP. Kemudian muncul hipotesis yang menyatakan bahwa persepsi

informasi sensoris oleh otak pertama-tama akan menghasilkan pengalaman emosi,

kemudian ekspresi emosi, seperti peningkatan denyut jantung dan wajah memerah.

Emosi sulit dipelajari secra eksperimental, karena meskipun hewan percobaannya

kelihatannya memperlihatkan emosi, kita tidak dapat mengatakan secara konklusif

bahwa hewan tersebut merasakan emosi dalam pengertian yang sama seperti yang

dialami oleh manusia. Hewan percobaan, seperti tikus dan mencit, cenderung

mempunyai respon emosional yang stereotipik. Sebaliknya, manusia cenderung

mempunyai pengalaman emosi dan ekspresi emosi yang sangat individual. Stimulus

yang memicu kemarahn atau iri pada seseorang bisa jadi tidak mempunyai efek pada

orang lain, atau bahkan memberikan perasaan emosi dan respon tubuh yang sangat

berbeda. System saraf otonom dan divisi motoris somatic memperantarai ekspresi

emosi tubuh, dan kapasitas komponen system saraf tepi untuk memicu respon yang

sangat beragam dalam otot dan orang lain. Hal ini merupakan factor kuncipada cirri

ekspresi emosi yang beragam.

            Para peneliti mengembangkan suatu peta parsial mengenai beberapa wilayah

otak yang terlibat emosi. Peta itu menekankan bahwa gambaran jalur neuron dan

system fungsional yang mendasari emosi baru mulai muncul, dan dengan respons

emosi yang sangat beragam, terdapat juga kemungkinan keterlibatan beberapa jalur

neural yang kompleks dan system fungsional dalam SSP. Sejauh ini, peta tersebut

dibuat berdasarkan kajian-kajian pada manusia dan mamalia lain yang mengalami

kerusakan otak, mengenai mekanisme otak dalam mengintegrasi semua jenis

informasi meningkat cepat. Beberapa emosi manusia bergantung pada kelompok

fungsional nucleus dan saluran akson yang saling bersambungan di SSP yang disebut

sistem limbik. Meskipun masih memiliki definisi yang fleksibel, system limbic

meliputi bagian thalamus dan hipotalamus dan bagian korteks serebral. System

limbic dihubungkan dengan daerah korteks serebral yang terlibat dalam

pembelajaran kompleks, bernalar dan personalitas. Konsultasi antara pusat otak

bagian atas dengan system limbic sangat penting dalam formulasi emosi. Sebuah

prosedur pembedahan lobotomy frontal yang merusak struktur limbic atau

persambungan antara sistem limbic dengan pusat otak bagian atas pada korteks

serebral menghilangkan konsultasi emosional tersebut. Lobotomy frontal pernah

diterapkan secara luas untuk mengatasi gangguan emosional yang hebat. Namun,

ketenangan yang dihasilkan umumnya disertai oleh kehilangan kemampuan untuk

berkonsentrasi, membuat perencanaan, dan bekerja untuk mencapai sasaran, dan

terapi obat-obatan telah menjadi alternative pengobatan.

            Sebuah nucleus lobus temporal korteks serebral yang disebut amigdala, yaitu

suatu komponen sistem limbic yang menonjol, merupakan pusat utama pengumpulan

data sensoris dan pengatur informasi emosi. Amigdala menerima data sensoris dari

thalamus, batang otak, dan kuncup pengecapan, juga informasi sensoris yang

terintegrasi dari daerah asosiasi korteks serebral. Sinyal neuron melewati amigdala

dan hipotalamus serta batang otak dengan arah berlawanan, dan duattu jalur utama

sinyal yang memicu ekspresi emosional merambat dari amigdala ke sistem saraf

otonom dan sistem motoris somatic melalui hipotalamus dan formasi retikuler batang

otak.

 

Memori dan Pembelajaran

            Memori, yang sangat penting untuk pembelajaran adalah kemampuan untuk

menyimpan dan mendapatkan kembali informasi yang berkaitan dengan pengalaman

sebelumnya. Memori manusia terbentuk melalui dua tahapan. Memori jangka

pendek (short-term memory) mencerminkan persepsi sensoris yang bersifat segera

mengenai suatu objek dan  ide, yang terjadi sebelum bayangan tersebut disimpan.

Memori jangka pendek memungkinkan kita untuk memutar nomor telepon setelah

mencarinya tanpa melihatnya secara langsung. Jika kita sering menelepon nomor

tersebut, maka nomor tersebut akan disimpan dalam memori jangka panjang (long-

term memory) dan masih dapat diingat beberapa minggu setelah saat pertama kita

memandangnya. Pemindahan memori dari memori jangka pendek ke memori jangka

panjang ditingkatkan melalui pengulangan, keadaan emosi yang mendukung, dan

asosiasi data baru dengan data yang sebelumnya dipelajari dan disimpan dalam

memori jangka panjang.

            Dengan memiliki kempuan untuk mempelajari dan mengingat, otak manusia

sebetulnya membedakan antara fakta dan keterampilan. Ketika kita mendapatkan

pengetahuan, dan pemahaman terhadap suatu fakta dengan menghapal tanggal,

definisi kita, bagian-bagian otak dan informasi lain, memori mengenai fakta tersebut

dapat dengan cara sadar dan spesifik didapatkan kembali dari simpanan data memori

jangka panjang kita. Bahkan kita bisa mengingat citra visual, seperti wajah seorang

teman. Sebaliknya, memori keterampilan umumnya melibatkan aktivitas motoris

yang dipelajari secara berulang-ulang tanpa kesadaran mengingat informasi spesifik.

Kita melaksanakan keterampilan motoris yang dipelajari, seperti berjalan, mengikt

tali sepatu, mengendarai sepeda, atau menulis tanpa kesadaran melakukan tugas

tersebut dengan tepat. Jika suatu memori keterampilan telah dipelajari, akan sangat

sulit untuk menghilangkannya. Sebagai contoh, seseorang yang telah bermain tenis

selama bertahun-tahun dengan pukuln backhand canggung yang dipelajarinya

sendiri, akan menemui kesulitan mempelajari pukulan itu lagi dengan tepat jika

dibandungkan dengan pemula yang baru saja bermain tenis. Kebiasaan buruk seperti

kita ketahui, sangat sulit dihilangkan.

            Dengan mempelajari amnesia (kehilangan memori) pada manusia, dan

melakukan eksperimen pada hewan, serta menggunakan teknik pencitraan otak, para

neurosaintis mulai memetakan jalur otak kompleks yang terlibat dalam memori.

Sebagai contoh, dalam kasus nomor telepon dan memori fakta lainnya, sinyal

sensoris dari mata akan menuju pusat penglihatan di lobus oksipital otak, dimana

persepsi visual dibentuk. Sinyal sensoris juga melewati filter sensoris otak, yaitu

formasi retikuler, ke bagian-bagian hipotalamus dan sistem limbic (untuk

menentukan apakah emosi harus dilibatkan), dank e pusat yang lebih tinggi di otak

depan, termasuk korteks prefrontal (untuk integrasi dengan level lebih tinggi). Jalur

tersebut diselesaikan ketika impuls kembali ke pusat penglihatan kortikal tempat

persepsi pertama terjadi.

            Para ahli neurosaintis mempelajari perubahan seluler yang terlibat dalam

memori pembelajaran. Dua nucleus limbic, amigdala dan hipokampus, sepertinya

memainkan peranan kunci. Amigdala bisa bertindak sebagai semacam filter memori,

yang agaknya menandai informasi yang akan disimpan dengan cara mengaitkannya

dengan kejadian atau emosi saat itu. Perubahan fungsional pada sinaps tertentu

pertama kali ditemukan pada hipokampus yang kelihatannya secara langsung

berkaitan dengan penyimpanan memori dan pembelajaran. Satu jenis perubahan,

yang disebut depresi jangka panjang (LTD) adalah penurunan responsivitas terhadap

potensial aksi sel pascasinaptik. LTD diinduksi stimulus yang lemah secara berulang-

ulang. Jenias perubahan sinaptik kedua, yang disebut potensial jangka panjang

(LTP), adalah responsivitas yang meningkatkan potensial aksi sel pasca sinaptik. Hal

ini dihasilkan ketika sebuah sel prasinaptik memborbaardir sinaptik dengan rentetan

potesial aksi singkat dan berulang-ulang yang secara kuat mendepolarisasikan

membrane pascsinaptik. Dengan memantapkan LTP, suatu potensial aksi tunggal

dari sel prasinaptik akan berpengruh lebih kuat pada sinapis dibandingkan dengan

sebelumnya. Berlangsung selama beberapa jam, hari, atau minggu yang bergantung

pada jumlah dan frekuensi potensial aksi berulang-ulang. LTP bisa merupakan apa

yang akan terjadi jika suatu memori sedang disimpan atau ketika pembelajaran sedng

berlangsung.

            LTP dikaitkan dengan pembebasan neurotransmitter eksitatoris glutamate

oleh sel prasinaptik. LTD terjadi pada beberapa pusat otak telah ditunjukkan dengan

teknik-teknik lain yang terlibat dalam pembelajaran dan memori, mendukung

hipotesis bahwa perubhan sinaptik merupakan unsure kunci dalam pembelajaran dan

memori.

Kesadaran

            Pengungkapan tentang mekanisme jaringan kerja neuron dalam otak untuk

penyimpanan, pencrian kembali, dan penggunaan memori, pengontrolan lingkungan

internal tubuh, membangun pemikiran dan emosi, dan membut kita sadar akan diri

kita sendiri dan lingkungan sekitar kita merupakan salah satu aspek biologi modern

yng sangat menakjubkn dan paling menantang. Kesadaran yang dimaksud adalah

lesadaran subjektif atau kemampuan untuk menyadari dan membuat penilaian yang

sadar akan lingkungan. Para ahli neurosaintis dan para ahli perilku muli memadukan

pikiran dan otak, akn tetapi kesadaran masih sulit dipahmi. Beberapa saintis

mempertahankanbahswa kesadaran merupakan cirri khas manusia. Beberapa yang

lain mempostulatkan bahwa hewan lain paling tidak mempunyai beberpa bentuk

kesadaran dan bahwa suatu kesinambungan kesadaran telah dievolusikan dalam

dunia hewan. Bagi manusia, tentu kita mengetahui bahwa beberapa stimulus yang

berbeda dapat membuat kita mengingat suatu memori tertentu; misalnya, pandangan,

suara atau bau pantai laut bisa memicu memori pengalamn masa kanak-kanak.

            Suatu hipotesis sentral mengenai kesadaran bahwa kesadaran adalah satu cirri

otak ynag muncul tanpa terduga, dan melibatkan kerjasama daerah ekstensif di

korteks serebral secara bersamaan. Pendapat lain adalah sementara neuron serebral

dan kelompok fungsional neuron membangkitkan kesadaran, keduanya juga terlibat

dalam tugas-tugas yang kurang kompleks dan lebih spesifik. Beberapa neuron,

misalnya, bisa menginderakan stimulus internal atau eksternal, dan lainnya bisa

memformulasikan sinyal perinth ke sekelompok otot rangka, sementara kedua

kelompok tersebut bekerjasama untuk memformulasikan suatu kesadaran akan

sensasi dan respon otot. Penemuan cara untuk menguji hipotesis mengenai kesadaran

merupakan bagian dari penelitian yang menantang dan berkembang pesat dalam

neurobiology. Sejauh ini, para peneliti telah membuat kemajuan yang terbaik dengan

menggunakan teknik pencitraan untuk memetakan bagian-bagian otak ynag berkaitan

dengan pengalaman subjektif yang melibatkan sistem visual.

           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB II

CRANIUM

            Tengkorak adalah kerangka kepala. Tulang-tulang tengkorak membentuk

cranium dan kerangka wajah. Cranium meliputi otak dan meninges, bagian

proksimal saraf-saraf otak, dan pembuluh darah. Pada kerangka wajah terdapat kedua

orbita (lekuk mata) dan rongga hidung, juga maxilla (rahang atas) dan mandibula

(rahang bawah).

 

A.    Aspek anterior

            Pada anterior tengkorak dapat dikenali os frontale dan kedua os

zygomaticum, kedua orbita, daerah hidung, maxilla dan mandibula. Os frontale

membentuk kerangkadahi yang ke inferior berhubungan dengan os nasale dan os

zygomaticum. Titik temu antara os frontale dan kedua os nasale dikenal sebagai

nasion. Pada margo supra-orbitalis ossis frontalis terdapat sebuah foramen supra-

orbitale (takik). Tepat di atas margo supra-orbitalis dapat dikenali sebuah ascus

superciliaris. Dalam kedua orbita terdapat fisura orbitalis superior, fisura orbitalis

inferior, dan canalis opticus. Di sebelah bawah masing-masing orbita terdapat sebuah

foramen infra-orbitle pada maxilla. Kedua os zygomaticum membentuk tonjolan-

tonjolan pipi. Sebuah foramen zygomaticofaciale menembus bagian lateral masing-

masing tulang. Di sebelah bawah os nasale terdapat aperture piriformis (nasalis

anterior) yang jorong. Melalui lubang itu dapat diamati sekat hidung berupa tulang

yang membagi rongga hidung menjadi bagian kanan dan bagian kiri. Pada dinding

lateral masing-masing bagian rongga hidung terdapat lempeng-lempeng tulang yang

lengkung, yakni concha nasalis. Rahang atas dibentuk oleh kedua maxilla yang

bersatu; processus alveolaris tulang-tulang ini membentuk ceruk-ceruk dan tulang

penunjang bagi gigi-gigi maksilar.

            Processus alveolaris mandibula menyediakan tempat bagi gigi-gigi

mandibular. Di bawah gigi geraham depan (des premolaris) kedua terdapat foramen

mentale. Protuberantia mentalis (dagu) adalah sebuah lempeng tulang berbbentuk

segitiga yang meninggi di bawah symphysis mandibulae (mentalis), daerah persatuan

kedua belah tulang fetal.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 4

Aspek Anterior Cranium

B.     Aspek lateral

            Aspek lateral tengkorak terdiri atas tulang-tulang cranium dan tulang-tulang

wajah. Fossa temporalis dibatasi ke atas dan belakang oleh linea temporalis inferior

os parietale, ke depan oleh os frontale dan os zygomaticum, dank e bawah oleh arcus

zygomaticus. Tepi atas arcus zygomaticus adalah sesuai dengan batas inferior

hemifer otak besar (cerebrum). Arcus zygomaticus dibentuk melalui persatuan

processus temporalis ossis zygomaticus dan processus zygomaticus ossis temporalis.

Di bagian depan fossa temporalis, kira-kira 4 cm di atas pertengahan arcus

zygomaticus, terletak titik pterion. Titik ini adalh sesuai dengan pertemuan sutura-

sutura berbentuk H yang merupakan tempat sua os frontale, os parietale, os

sphenoidale, dan os temporale. Meatus acusticus eksternus mengantar ke membrane

tympani. Processus mastoideus osssis temporalis terletaak posteroinferior terhadap

meatus acusticus externus. Di sebelah depan processus mastoideus terdapat

processus styloideus ossis temporalis. Mandibula terdiri dari dua bagian, bagian

horizontal, yakni corpus mandibulae dan bagian vertical, yakni ramus mandibulae.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 5

Aspek lateralr

C.    Aspek Posterior

            Aspek posterior tengkorak (occiput) dibentuk oleh os occipitale, bagian

kedua os parietale, dan bagian mastoidal kedua os temporale. Protuberantia

occipitalis externa adalah benjolan yang mudah diraba di bidang median. Linea

nuchalis superior yang merupakan batas atas tengkuk, maluas ke lateral dari

protuberantia occipitalis externa tersebut, linea nuchalis inferior tidak begitu jelas.

 

D.    Aspek Superior

            Aspek superior tengkorak yang sedikit banyak berbentuk jorong, ke arah

posterior melebar karena kedua tuber parietale. Keempat tulang yang bersatu untuk

membentuk calvaria terlihat dari aspek superior: os frontale di sebelah anterior,

kedua os parietale dextra dan sinistra, dan occipitale di sebelah posterior. Sutura

coronalis memisahkan os frontale dari os parietale; sutura saggitalis memisahkan

kedua tulang ubun-ubun satu dari yang lain; dan kampuh lamdoid (sutura lamboidea)

memisahkan os parietale dan os temporale dari os occipitale. Titik bregma adalah

titik patokan antropologis yang merupakan titik temu antara sutura saggitalis dan

sutura coronalis. Titik vertex, titik teratas pada tengkorak, terletak pada sutura

sagittalis, di dekat titik tengahnya. Titik lambda menunjuk kepada titik temu antara

sutura lambdoidea dan sutura sagittalis, titik ini kadang-adang teraba sebagai

lekukan.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 6

Aspek superior

E.     Aspek Inferior

            Aspek inferior tengkorak (dasar tengkorak) setelah mandibula diangkat,

memperlihatkan processus palatinus maxilla dan os palatinum, os sphenoidale,

vomer, os temporale, dan os occipitale. Palatum durum dibentuk oleh processus

palatinus maxilla di sebelah anterior dan lamina horizontalis kedua os palatinum di

sebelah posterior. Posterior terhadap gigi-gigi seri tengah terdapat fossa incisiva. Di

sebelah posterolateral terdapat foraen palatinum majus dan foramina palatina minora.

Superior terhadap tepi posterior os palatinum terdapat kedua choana yang juga

dikenal sebagai apertura natalis superior. Vomer, lempeng tulang yang tipis, turut

membentuk sebagian besar sekat hidung berupa tulang. Terjepit antara os frontale, os

temporale, dan os occipitale terdapat os sphenoidale yang terdiri dari sebuah corpus

dan tiga pasang processus: ala major, ala minor, processus pterygoideus. Dari corpus

ossis sphenoidalis tergelar sayap-sayap ke lateral. Masing-masing processus

pterygoideus terdiri dari lamina processus pterygoidei lateral dan median yang

dilepaskan dari pangkal ala major dari corpus ossis sphenoidalis di kedua sisi. Alur

untuk bagian tuba auditoria (auditiva) yang berupa tulang rawan, terletak medial dari

spina ossis sphenoidalis. Fossa mandibularis adalah bagian-bagian os temporale yang

cekung untuk menampung kedua condylus mandibulae.

            Di sebelah posterior, dasar tengkorak dibentuk oleh os occipitale yang ke

anterior berhubungan dengan os sphenoidale. Keempat bagian os occipitale teratur

sekeliling foramen magnum yang besar. Pada bagian lateral os occipitale terdapat

dua benjolan yang besar, yakni condylus occipitalis. Lubang yang besar antara os

occipitale dan bagian os temporale yang dikenal sebagai os petrosum adalah foramen

jugulare. Meatus acusticus internus terletak superolateral terhadap foramen jugulare.

Pintu masuk ke canalis caroticus terletak tepat di depan foraen jugulare. Processus

mastoideus berigi karena otot-otot melekat padanya. Foramen

stylomastoideumterletak posteior terhadap pangkal processus styloideus.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 7

Aspek inferior

F.     Aspek dalam Dasar Tengkorak

            Perukaan dalam dasar tengkorak memperlihatkan tiga fossa cranii anterior,

fossa cranii media, fossa cranii posterior yang membentuk dasar cavitas cranii dan

berwujud seperti mangkok. Fossa cranii anterior menempati bidang teratas, dan fossa

cranii posterior bidang terbawah.

            Fossa cranii anterior dibentuk oleh os frontale di sebelah anterior, os

etmoidale di tengah, dan corpus ossis sphenoidalis serta ala minor ossis sphenoidalis

di sebelah posterior. Bagian fossa cranii anterior yang lebih luas dibentuk oleh

fascies orbitalis ossis frontalis yang berigi dan menyangga kedua lobus frontalis

cerebrum serta membentuk atap kedua orbita. Crista frontalis adalah sebuah tonjolan

os frontale di bidang median, dan crista galii (jengger ayam jago) adalah sebuah

tonjol edian yang menjulang ke atas dari os ethmoidale. Di sebelah kanan dan kiri

crista gali terdapat lamina cribrosa ossis ethmoidalis yang menyerupai pengayak.

            Fossa cranii media di sebelah kanan dan kiri berupa lekukan-lekukan yang

dalam di kedua sisi corpus ossis sphenoidalis. Unsur-unsur yang membentuk fossa

cranii media adalah kedua ala major ossis sphenoidalis, squanna temporalis di

sebelah lateral, dan bagian-bagian pars petrosa kedua os temporale di sebelah

posterior. Fossa cranii media terletak posteroinferior terhadap fossa cranii anterior

dan mneyangga lobus temporalis cerebri. Batas antara fossa cranii media dan fossa

cranii posterior adalah margo superior partis petrosae di sebelah lateral, dan dorsum

sellae ossis sphenoidalis di sebelah medial. Sella turcica, bagian os sphenoidale yang

menyerupai pelana dan terletak antara processus clinoideus anterior dan processus

clinoideus posterior, terdiri dari tiga bagian :

1.      Tuberculum sellae, benjolan menyerupai buah zaitun di sebelah depan.

2.      Fossa hypophysealis, bagian cekung yang menyerupai pelana untuk hypophysis

(glandula pituitaria), di tengah

3.      Dorsum sellae (“punggung pelana”) di sebelah posterior.

Tepi-tepi posterior kedua alla minor ossis sphenoidalis yang tajam,

menganjur di atas fossa cranii media. Kedua alla minor ini yang dipersatukan oleh

jugum sphenoidale, ke arah medial berakhir sebagai dua tonjol, yakni processus

clinoideus anterior, dan processus clinoideus posterior. Foramen lacerum terletak

posterolateral dari fossa hypophysealis; canalis opticus terdapat pada pangkal ala

minor, dan fissura orbitalis superior terletak antara ala major dan ala minor.

            Fossa cranii posterior terutama dibentuk oleh os occipitale tetapi beberapa

bagian os sphenoidale dan os temporale turut membentuknya. Alur-alur yang lebar

pada fossa cranii posterior dibentuk oleh semua sinus transversus dan sinus

sigmoideus. Di tengah fossa cranii posterior terdapat foramen magnum. Di belakng

foramen magnum yang besar ini, fossa cranii posterior terbagi menjadi dua fossa

cerebelaris oleh crista occipitalis interna. Foramen jugulare terdapat pada alas tonjol

pars petrosa yang merupakan bagian os temporale, dan canalis hypoglossi terletak

anterolateral terhadap tepi foramen magnum.