Proses Penyimpanan dan Klasifikasi Memori pada Manusia

PendahuluanSaraf merupakan jaringan yang paling banyak dan paling kompleks dalam tubuh manusia. Setiap aktivitas atau gerakan tubuh manusia, yang dilakukan secara sadar maupun tidak sadar dipengaruhi oleh saraf. Demikian pula halnya dengan memori. Setiap memori manusia juga disimpan dalam saraf, baik itu memori jangka panjang maupun jangka pendek. Gangguan memori adalah keluhan yang sering dijumpai pada masyarakat umum, dan prevalensinya cenderung meningkat dengan bertambahnya usia keluhan lebih banyak dijumpai pada orang yang berusia diatas 60 tahun daripada yang berusia lebih muda. Terdapat 2 jenis ingatan: Ingatan jangka pendek dengan kapasitas terbatas dan Ingatan jangka panjang dengan kapasitas yang besar dan memiliki jejak-jejak ingatan yang tahan lama. Dengan begitu jelaslah bahwa sistem saraf memiliki peranan yang sangat penting dalam hidup manusia. Bagaimana memori tersebut dapat disimpan juga dikeluarkan oleh sistem sarah, serta dimana memori tersebut disimpan akan dibahas dalam pembahasan berikut ini.

Isi Struktur MakroskopikOtakOtak adalah massa besar jaringan saraf yang terletak di dalam kranium (tengkorak). Otak terdiri atas neuron serta sel neuroglia penyokong. Otak adalah tempat refleks berintegrasi untuk mempertahankan lingkungan internal. Otak juga merupakan sumber beberapa hormon dan tempat integrasi semua informasi sensorik. Otak menerima sekitar 15% curah jantung. Sel otak memerlukan glukosa untuk metabolisme energi dan produksi ATP. Otak dilindungi oleh tulang tengkorak, meninges, LCS, dan sawar darah otak. Selanjutnya akan dibahas tentang meninges.

Meninges1Otak diselimuti oleh meningia yang melindungi struktur saraf yang halus itu, membawa pembuluh darah ke situ, dan dengan sekresi sejenis cairan, yaitu cairan serebrospinal memperkecil benturan atau goncangan. Meningia terdiri dan tiga lapisan:Pia Mater yang menyelipkan dirinya ke dalam celah yang ada pada otak dan sebagai akibat dan kontak yang sangat erat tadi dengan demikian menyediakan darah untuk struktur.Arakhnoid yang merupakan selaput halus yang terletak diantara pia mater dan dura mater.Dura mater yang padat dan keras, terdiri dan dua lapisan. Lapisan luar yang melapisi tengkorak yaitu lapisan periosteal dan lapisan dalam yaitu meningeal yang bersatu dengan lapisan luar,kecuali pada pembentukan sinus duramatris dan bagian tertentu seperti di mana dura mater membentuk bagian-bagian berikut: Falx serebri yang terletak di antara kedua hemisfer otak. Tepi atas falx serebis membentuk sinus longitudinalis superior atau sinus sagitalis superior yang menerima darah vena dan otak, dan tepi bawah falx serebri membentuk sinus longitudinalis inferior atau sinus sagitalis inferior yang menyalurkan darah keluar falx serebri. Tentorium Serebeli memisahkan serebelum dan serebrum.

Gambar 1. Lapisan Meninges1

Encephalon (otak) terdiri dari tiga subdivisi, yaitu :Hemispherium CerebriSecara embrionik berasal dari telencephalon, yaitu bagian paling sentral dari vesikel otak. Hemispherium cerebri terdiri atas lipatan cortex (substansia gricea/pallium) dengan substansia alba di bawahnya dan kumpulan neuron-neuron profunda yang disebut nuclei (ganglia) basales. Kedua hemispherium cerebri terpisah satu sama lain oleh fissura longitudinalis cerebri yang ditempati oleh falx cerebri. Hemispherum cerebri terbagi menjadi lobus-lobus utama, yaitu :Lobus Frontalis, merupakan lobus terbesar, kurang lebih sepertiga dari permukaan hemispherium cerebri. Lobus ini membentang dari sulcus centralis sampai polus frontalis dengan di sebelah inferolateral dibatasi oleh sulcus lateralis cerebri. Gyrus-gyrus yang terdapat pada lobus frontalis, yaitu: gyrus presentralis (Brodman 4) : area motorik primer, gyrus premotorik (Brodman 6), gyrus kontralateral (Brodman 8), dan gyrus frontalis inferior (Brodman 44-45) : area Broca.Lobus Prefrontalis Korteks prefrontal (PFC) adalah bagian anterior dari lobus frontalis dalam otak, terletak di depan daerah motor dan premotorLobus Temporalis, lobus ini terletak di sebelah ventral sulcus lateralis. Fascies inferior lobus temporalis terletak pada fossa cranii media. Pada daerah ini terdapat gyrus temporalis inferior, gyrus occipitotemporalis membentuk lobus pyriformis, yang merupakan cortex olfactoris primer. Terdapat gyrus temporalis transversa (Brodman 41-42) sebagai area auditori.Lobus Parietalis, batas lobus ini tidak tegas, kecuali batas anteriornya pada fascies lateralis yaitu oleh sulcus centralis dan batas posteriornya pada fascies medialis oleh sulcus parietooccupitalis. Terdapat gyrus postsentralis (Brodman 3, 1, 2) sebagai area somatosensorik primer untuk rangsang respon sensasi.Lobus Occipitalis, merupakan lobus kecil yang bersandar pada tentorium cerebelli. Pada permukaan medial lobus occipitalis dibagi oleh sulcus calcariuns. Cortex pada kedua tepi sulcus calcarinus merupakan cortex visual (penglihatan) primer. Cortex visual dari masing-masing hemispherium menerima impuls visual dari retina sisi temporal ipsilateral dan retina sisi contralateral di mana menangkap persepsi separuh lapangan pandang kontralateral. terdapat gyrus linguinalis / area katalina (Brodman 17) untuk area penglihatan dan menganalisa pandangan.Lobus Insularis, cortex ini terkubur di dalam sulcus lateralis dan baru dapat dilihat bila lobus temporalis dipisahkan dari lobus frontalis. Lobus ini merupakan cortex berbentuk segitiga dengan apex mengarah ke depan bawah.Lobus Limbicus, bukan merupakan lobus yang sesungguhnya, terdiri atas lipatan-lipatan cortex di fascies medialis yang mengelilingi bagian rostal truncus encephali dan commissura interhemispheric.

Struktur MikroskopisNeuronNeuron adalah unit fungsional sistem saraf yang terdiri dari badan sel dan perpanjangan sitoplasma (dendrit dan axon).Badan SelDapat juga disebut perikarion atau soma. Secara umum neuron pada sistem saraf pusat berbentuk poligonal dengan permukaan cekung di antara juluran-juluran prossesus. Sedangkan neuron pada sistem saraf perifer memiliki badan sel yang berbentuk bulat dan hanya ada satu prossesus. Nukleusnya besar, berbentuk lonjong dan di tengah. Terdapat kromatin halus, dan mukleolusnya dapat terlihat jelas. Pada sitoplasmanya terdapat Retikulum Endoplasmik kasar (RE kasar) yang disebut juga sebagai substansia Nissl. Substansia Nissl dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya. Retikulum Endoplasmik kasar juga ada pada dendrit, tapi hanya sedikit. Pada akson hillock tidak terdapat RE kasar. Akson hillock merupakan bagian dari badan sel dimana pertama muncul percabangan akson. Namun pada akson dapat dijumpai RE halus. Secara umum pada sel neuron yang berukuran kecil, akan terdapat substansia Nissl yang kecil pula. Sedangkan sel neuron yang besar akan mempunyai substansia Nissl yang berukuran besar. Perbedaan ini dapat disebabkan oleh perubahan kondisi fisiologi dan patologi pada neuron. Pada sebagian besar neuron, terdapat RE halus. Retikulum ini akan berada di sepanjang dendrit dan akson membentuk cisternae hipolemmal yang berada tepat di bawah plasmalema. Namun sampai sekarang fungsi dari cisternae hipolemmal belum diketahui dengan pasti. Pada sel neuron juda terdapat kompleks Golgi. Kompleks Golgi ini diduga bertanggungjawab dalam pengaturan neurotransmitter dan enzim. Pada sitoplasma di badan sel, dendrit dan akson juga terdapar beberapa mitokondria. Tetapi mitokondria paling banyak ditemuka di ujung terminal akson. Mitokondria pada sel neuron dapat bergerak di sepanjang mikrotubulus di sitoplasma.DendritMerupakan bagian yang berfungsi sebagai reseptor pada sel saraf. Dendrit menerima stimulus dari sel saraf lainnya. Kebanyakan neuron memiliki banyak dendrit. Sel neuron spinal motorik mempunyai 5-7 uluran dendrit. Dendrit terulur dari badan sel dan banyak bercabang-cabang. Setiap sel neuron memiliki pola dendrit yang khas. Pada dendrit tidak terdapat badan Golgi. Pada dendrit di kebanyakan sel neuron, neurofilamennya akan menyambung silang dengan mikrotubulus. Sedangkan terdapat mitokondria dalam jumlah yang besar. Percabangan pada dendrit membuat sebuah neuron dapat menerima dan mengintegrasi banyak impuls. Pada beberapa dendrit terdapat sinaps yang akan membantu dendrit untuk bersinaps dengan sel neuron lain.AksonSel saraf memiliki akson berserabut panjang yang timbul dari bagian badan sel yang sedikit menonjol atau biasa disebut kerucut akson atau akson hillock. Akson hillock adalah sebuah bangunan berbentuk piramid pada badan sel. Biasanya terletak berlawanan dengan cabang dendrit pada badan sel. Akson ada yang ditutupi dengan selubung mielin, selubung mielin berasal dari plasmalema sel-sel glia. Ada juga akson yang tidak diselubungi oleh selubung mielin. Impuls disalurkan lebih cepat ketika melewati akson bermielin dibandingkan ketika melewati akson tanpa mielin. Terdapat dua macam transportasi akson. Jenis pertama adalah transport anterograde. Arahnya adalah dari badan sel menuju akson terminal. Transport anterograde digunakan pada translokasi organel-organel dan vesikel-vesikel, juga berbagai makromolekul seperti aktin, miosin, dan beberapa enzim yang diperlukan untuk sintesis neurotransmitter pada ujung terminal akson. Jenis kedua adalah tranport retrograde. Arat transportnya adalah dari akson terminal menuju ke badan sel. Sel-sel yang memanfaatkan transport ini anata lain adalah neurofilamen, subunit mikrotubulus, serta beberapa jenis enzim tertentu.

Gambar 2 : Sistematik Neuron4

MemoriIngatan (memory) adalah penyimpanan pengetahuan yang didapat untuk dapat diingat kembali kemudian (retain and recall information). Otak kita adalah sebuah pengolah informasi yang sangat ampuh, berbobot hanya sekitar 1,35 kg namun dapat menyimpan dan mengingat miliaran potongan informasi sejak awal hidup kita. Ingatan/memori ini sangat penting dan erat kaitannya dengan proses belajar, di mana saat kita belajar tentu kita mengambil dan menyimpan informasi di dalam otak kita untuk dapat diingat kembali kemudian di saat kita membutuhkannya.Secara fisiologis, ingatan disimpan dalam otak dengan mengubah sensitivitas dasar penjalaran sinaptik di antara neuron-neuron sebagai akibat aktivitas neural sebelumnya. Perubahan-perubahan/aktivitas saraf yang berperan dalam penyimpanan informasi/pengetahuan (jaras baru) ini dikenal sebagai jejak ingatan (memory traces). Jaras-jaras ini penting karena apabila menetap/ada, akan diaktifkan secara selektif oleh benak pikiran untuk menimbulkan kembali ingatan yang ada. Secara umum, yang disimpan oleh kita ketika kita mengingat sesuatu adalah konsep, bukan kata demi kata (informasi verbatim). Daerah otak yang diperkirakan berperan dalam ingatan adalah lobus temporalis, korteks prafrontalis, daerah-daerah lain di korteks serebrum, sistem limbik, dan serebelum. Lobus temporalis dan sistem limbik penting untuk memindahkan ingatan baru ke simpanan jangka panjang. Hipokampus, bagian medial yang memanjang di lobus temporalis dan merupakan bagian dari sistem limbik, berperan penting dalam ingatan jangka pendek yang melibatkan integrasi berbagai rangsangan terkait dan juga penting untuk konsolidasi menjadi ingatan jangka panjang. Hipokampus diyakini hanya sesaat menyimpan ingatan jangka panjang baru dan kemudian mengirim ingatan tersebut ke daerah-daerah korteks untuk disimpan secara lebih permanen. Pengaksesan dan manipulasi simpanan jangka panjang ini melalui operasi working memory dilaksanakan oleh daerah prafrontalis korteks serebrum. Hipokampus dan daerah sekitarnya berperan penting dalam ingatan deklaratif, yaitu ingatan mengenai fakta-fakta yang sering terbentuk setelah hanya sekali pengalaman dan dapat dinyatakan dalam pernyataan. Daerah sekitar lobus temporalis, dan sistem libik, serebelum berperan penting dalam ingatan prosedural yang melibatkan keterampilan motorik yang diperoleh melalui latihan berulang.

Mekanisme Penyimpanan MemoriInformasi yang baru diperoleh pada awalnya diendapkan pada memori jangka pendek, yang kapasitas penyimpanannya terbatas. Informasi dalam ingatan jangka pendek mengalami salah satu dari dua nasib. Informasi ini akan segera dilupakan atau dipindahkan ke dalam mode memori jangka panjang yang lebih permanen melalui latihan aktif atau pengulangan.Daur ulang informasi yang baru diperoleh melalui ingatan jangka pendek memperbesar kemungkinan bahwa informasi baru ini akan terkonsolidasi menjadi memori jangka panjang. Hubungan ini dapat diibaratkan pembuatan film foto. Bayangan / gambar yang orisinal (memori jangka pendek) akan segera lenyap kecuali gambaran tersebut difiksasi secara kimiawi (konsolidasi) untuk menghasilkan gambar yang bertahan lebih lama (memori jangka panjang). Kadang-kadang hanya sebagian dari memori yang terfiksasi, sementara yang lainnya lenyap. Informasi yang menarik atau penting bagi individu lebih besar kemungkinannya didaur ulang dan difiksasi dalam memori jangka panjang, sementara informasi yang kurang penting cepat terhapus.5 Berdasarkan waktu, memori dikelompokkan dalam dua kategori:5Memori Jangka Pendek.Informasi yang baru diperoleh pada awalnya diendapkan di ingatan jangka pendek, yang kapasitas penyimpanannya terbatas. Informasi dalam ingatan jangka pendek mengalami salah satu dari dua nasib. Informasi ini segera dilupakan. Misalnya, lupa nomor telepon setelah anda melihatnya dan memutar nomornya, atau dipindahkan ke dalam mode ingatan jangka panjang yang lebih permanen melalui latihan aktif atau pengulangan. Daur ulang informasi yang baru diperoleh melalui ingatan jangka pendek memperbesar kemungkinan bahwa informasi baru ini akan terkonsolidasi menjadi ingatan jangka panjang.Memori Jangka PanjangKapasitas penyimpanan bank ingatan jangka panjang jauh lebih besar daripada kapasitas untuk ingatan jangka pendek. Berbagai aspek informasi pada jejak ingatan jangka panjang tampaknya diproses dan dikodifikasi, kemudin disimpan dengan ingatan ingatan lain dari jenis yang sama; sebagai contoh, ingatan visual disimpan secara terpisah dari ingatan pedengaran. Organisasi ini memudahkan pencarian simpanan ingatan agar informasi yang diinginkan dapat diperoleh. Ingatan jangka panjang diperkirakan terjadi karena perubahan struktural di sinaps yang meningkatkan atau menekan hantaran sinyal. Perubahan-perubahan struktural ini mencakup.61. Peningkatan jumlah tempat pembebasan vesikel sinaps.2. Peningkatan jumlah tempat pembebasan vesikel sinaps.3. Peningkatan jumlah terminal sinaps.4. Perubahan bentuk dan jumlah duri atau tonjolan sinaps.Tabel 1. Perbandingan memori Jangka Pendek dan Jangka Panjang6KarakteristikMemori jangka pendekMemori jangka panjang

Waktu penyimpanan setelah memperoleh informasi baruSegera Kemudian; harus dipindahkan dari ingatan jangka pendek ke jangka panjang melalui konsolidasi; ditingkatkan oleh latihan atau daur ulang informasi malalui cara jangka pendek

Kapasitas penyimpananTerbatasSangat besar

waktu penggalian kembali (mengingat)CepatLebih lambat, kecuali untuk ingatan yang sudah mendarah daging, yang cepat di gali kembali

Ketidak mampuan menggali kembali (lupa)Dilakukan secara permanen; ingat cepat menghilang kecuali apabila dikonsolidasikanKetidakmampuan mengakses biasanya hanya sesaat; jejak ingtan yang relatif stabik ke dalam ingatan jangka panjang

Mekanisme penyimpananMelibatkan modifikasi sementara fungsi sinaps-sinaps yang sudah ada, misalnya mengubah jumlah neuron transmiter yang dikeluarkan.Melibatkan perubahan fungsional atau strukturalyang relatif lebih permanen anatara neuron-neuron yang sudah ad, mislanya pembentukan sinapsbaru, sintesis protein baru memiliki peran penting.

8