Medica Unhalu

Jumat, 18 Mei 2012

PERANAN SEREBELLUM TERHADAP AKTIFITAS TUBUH

PERANAN SEREBELLUM TERHADAP AKTIFITAS MOTORIS

Selain area-area dalam korteks serebri yang merangsang kontraksi otot, masih terdapat dua

struktur otak lain yang juga penting untuk fungsi motorik normal. Kedua struktur tersebut adalah

serebellum dan ganglia basalis. Tetapi tidak satu pun dari kedua struktur ini dapat mengontrol

fungsi otot, sebaliknya aktifitas kedua struktur ini selalu berkaitan dengan system pengatur

motorik lainnya. Pada dasarnya, serebellum berperan penting dalam menentukan saat aktifitas

motorik dan pengalihan yang mulus dan cepat dari satu gerakan otot ke gerakan otot lainnya.

Juga membantu mengatur kontraksi otot bila beban otot berubah.

            Ganglia basalis membantu merencanakan dan mengendalikan intensitas pola gerakan otot

yang kompleks, arah gerakan dan urutan gerakan yang multipel dan berturut-turut untuk

mencapai tujuan motorik spesifik yang rumit.

I. SEREBELLUM DAN FUNGSI MOTORIKNYA

1.1 Anatomi Serebellum

Secara Anatomis, serebellum dapat dibagi menjadi 3 bagian utama berdasarkan

perbedaan sumber inputnya, yakni serebroserebellum, vestibuloserebellum dan spinoserebellum. 

Serebellum dapat juga dibagi menjadi tiga lobus oleh dua fissura yang dalam, yakni: (1) lobus

anterior, (2) lobus posterior, dan (3) lobus flokulonodular. Dari seluruh bagian serebellum, lobus

flokulonuduler merupakan lobus yang tertua; lobus ini tumbuh bersama-sama dengan system

vestibular dalam mengatur keseimbangan tubuh.

1.2. Komponen Utama Serebellum

Komponen Utama Serebellum berdasarkan sumber inputnya terdiri dari:

1.      Korteks serebelli

-          Serebroserebelli

-          Spinoserebelli

-          vestibuloserebelli

2.      Nuklei serebelli profunda

-          Nuclei dentata

-          Nuclei interpositus

-          Nuclei fastigius

3.      Pedunculus serebelli

-          Pedunculus superior

-          Pedunculus media

-          Pedunculus inferior

1.3. Fungsi Motorik masing-masing Komponen serebellum

a.      Serebroserebelli

Serebroserebelli merupakan bagian terbesar dari serebellum manusia, menempati hampir seluruh

bagian lateral hemisfer serebelli dan sebagian besar menerima input dari korteks serebri. Bagian

ini berperanan dalam pengaturan pergerakan yang menggunakan keterampilan/skill yang tinggi,

terutama pada perencanaan dan pelaksanaan rangkaian kompleks pergerakan yang bersifat

spatial dan temporal. 

b.      Vestibuloserebelli

Secara filogenetik merupakan bagian yang paling tua dari serebellum. Bagian ini  terletak pada

bagian caudal serebellum dan mencakup flokulus dan nodulus. Sesuai dengan namanya,

vestibuloserebelli menerima input dari nuclei vestibularis pada batang otak dan terutama

bertanggung-jawab dalam mempertahankan postur tubuh dan keseimbangan.

c.       Spinoserebelli

Spinoserebelli terletak pada zona medial dan paramedial hemisfer serebri dan merupakan satu-

satunya bagian yang secara langsung menerima input dari medulla spinalis.

Bagian lateral dari spinoserebelli terutama berperan dalam pergerakan otot-otot distal, seperti

pergerakan kasar dari tungkai pada saat berjalan.

Bagian tengah dari spinoserebelli disebut vermis, terutama berperanan dalam pergerakan otot-

otot proksimal dan juga berfungsi mengatur pergerakan mata dalam menghadapi input vestibuler.

            Penghubung antara serebellum dan bagian lain system saraf melalui tiga jalur utama yang

disebut pedunculus serrebelli, terdiri dari pedunculus serebelli superior, pedunculus serebelli

media dan pedunculus serebelli inferior.

1.      Pedunculus serebelli superior

Biasa disebut juga dengan brachium conjungtivum merupakan jalur efferent. Neuron yang

melewati jalur ini berasal dari nuclei serebelli profunda dan aksonnya menuju Upper Motor

Neuron  dalam nucleus rubra; sebuah lapisan dalam dari kolikulus superior,  dan setelah

melewati dorsal thalamus, area premotorik dan area motorik primer dari korteks.

2.      Pedunculus serebelli media.

Biasa juga disebut dengan brachium pontis merupakan jalur afferent yang menuju serebellum.

Hampir semua tubuh sel neuron yang melewati jalur ini berada pada bagian dasar dari pons yang

mana sel neuron tersebut  membentuk nuclei pontin. Nuclei pontin menerima input dari berbagai

sumber, termasuk hampir seluruh area korteks serebri dan kolikulus superior. Akson dari nuclei

pontin ini disebut serabut saraf pontin transversa, melewati garis tengah dan masuk ke

serebellum melalui pedunculus serebelli media. Hampir seluruh akson dari pontin ini

menghantarkan informasi dari korteks ke serebellum.

3.      Pedunculus serebelli inferior

Biasa juga disebut restiform body merupakan bagian yang paling kecil akan tetapi hampir

seluruh kompleks pedunculus serebelli inferior ini terdiri dari jalur aferen dan eferen.

Jalur eferen pada pedunculus inferior menuju ke nuclei vestibuler dan formasio retikularis.

Jalur aferen mencakup akson-akson yang berasal dari nuclei vestibuler, medulla spinalis dan

beberapa bagian dari tegmentum batang otak.

1.4. Sirkuit Neuron Serebellum

a.      Jaras yang masuk ke Serebellum

1         1.  Jaras Aferen dari bagian otak lain:

-        Jaras kortikopontoserebelar, berasal dari  korteks motoris  serebri, korteks premotorik serta

korteks somatosensorik serebri  melewati nuklei pontil dan traktus pontoserebelaris  terutama

pada bagian lateral hemisfer serebelli pada sisi otak dari area serebri yang berlawanan.

-          Dari brain stem (Batang Otak), mencakup;

o   traktus olivoserebelaris (Olivocerebellar tract): melewati oliva inferior menuju ke seluruh bagian

cerebellum  dan dieksitasi oleh serabut korteks motorik serebri, basal  ganglia,  formasio

retikularis dan medulla spinalis.

o   serabut vestibuloserebelaris (Vestibulocerebellar fibers):  sebagian besar berasal dari apparatus

vestibularis dan sebagian lainnya dari nuclei vestibular batang otak , dan berakhir ke lobus

flocculonodular  dan nucleus fastigial cerebellum.

o   Serabut Retikuloserebelaris (Reticulocerebellar fibers), sebagian besar berasal dari formasio

retikularis  batang otak dan berakhir pada area serebellar bagian tengah terutama pada vermis.

2.    Jaras Aferen dari perifer

Serebellum menerima sinyal sensorik secara langsung dari bagian perifer tubuh melalui 4

traktus, 2 di bagian ventral dan 2 di dorsal medulla.

1.      Tractus spinoserebellaris dorsalis memasuki serebellum melalui pedunculus serebelli inferior

dan berakhir pada vermis dan zona intermedia serebellum.  Sinyal berasal dari kumparan otot

dan reseptor somatik seperti organ tendo golgi dan reseptor taktil pada kulit. Sinyal tersebut

memberitahu tentang: kontraksi otot, derajat tegangan tendo, posisi dan kecepatan gerak tubuh

dan kekuatan kerja pada permukaan tubuh.

2.      Tractus spinoserebellaris ventralis melalui pedunculus serebeli superior dan berakhir pada kedua

sisi serebellum. Menerima lebih sedikit informasi dari reseptor-reseptor di perifer. Traktus ini

justru dirangsang oleh sinyal motorik yang berasal dari radiks anterior medulla spinalis.

3.      Tractus Spinoretikularis : sinyal dijalarkan ke medulla spinalis ke formasio retikularis lalu

dipancarkan ke serebellum

4.      Tractus Spinoolivaris: sinyal dijalarkan ke medulla spinalis ke nucleus olivaris inferior lalu

dipancarkan ke serebellum.

b.      Jaras yang Keluar dari Serebellum

            Jaras yang meninggalkan serebellum berasal dari korteks serebelli menuju ke nucleus

serebellaris profunda yang mana melewati pedunculus serebelli superior ke korteks melalui relay

kompleks ventrolateral thalamus. Ada empat nuclei serebelaris profunda yaitu: nucleus dentata, 2

nukleus interpositus dan nucleus fastigial. Masing-masing menerima input dari regio berbeda

dari korteks serebellaris. Meskipun batasnya tidak begitu jelas, secara umum  jaras

serebroserebellar terutama menuju nucleus dentata, spinoserebelli menuju nuclei interpositus dan

vestibuloserebellum menuju nucleus fastigial.

II.  GANGLIA BASALIS DAN FUNGSI MOTORIKNYA

            Ganglia basalis, seperti serebellum membentuk system asesori motorik lain yang

biasanya berfungsi tidak sendirinya tetapi berkaitan erat dengan korteks serebri dan system

pengatur motorik kortikospinal. Pada kenyataannya sebenarnya ganglia basalis menerima

sebagian besar input dari korteks serebri itu sendiri dan juga mengembalikan hamper seluruh

sinyal outputnya ke korteks juga.

2.1.Anatomi Ganglia Basalis

Pada setiap sisi otak, ganglia ini terdiri dari nucleus kaudatus, putamen, glogus palidus,

substansia nigra dan nucleus subtalamikus. Semuanya ini terutama terletak di sebelah lateral

mengelilingi thalamus, menempati daerah yang luas dari regio inferior pada kedua hemisfer

serebri. Hampir semua serabut saraf motorik dan sensorik yang menghubungkan korteks serebri

dan medulla spinalis berjalan melalui ruang yang terletak di antara bagian utama ganglia basalis

yakni nucleus kaudatus dan putamen. Ruang ini disebut kapsula interna dari otak.

2.2.Sirkuit Neuronal Ganglia Basalis

Hubungan anatomis antara ganglia basalis dan elemen-elemen otak lain yang

menyediakan pengaturan motorik bersifat kompleks. Ada dua sirkuit utama pada ganglia basalis

yaitu sirkuit putamen dan sirkuit kaudatus.

2.3.Fungsi Ganglia Basalis dalam Melaksanakan Pola-pola Aktivitas Motorik (sirkuit

Putamen)

Berkaitan dengan sistem kortikospinal mengatur pola-pola aktifitas motorik yg kompleks.

Contoh :

-          menulis huruf, bila terjadi kerusakan terhadap ganglia basalis, system kortikal, maka tulisan

menjadi kasar. 

-          memotong kertas dengan menggunakan gunting

-          Memotong kuku

-          Memasukkan bola basket dengan melompat

-          Menendang bola kaki

-          Memukul bola kasti

-          Gerakan mata terkendali

-          Aspek vokalisasi

            Merupakan aktifitas yang dilakukan di bawah sadar.

Pada gambar 10 di atas, memperlihatkan jaras-jaras yang diawali di area suplementer dan premotor korteks motorik dan di area somatosensorik korteks sensorik. Kemudian jaras menuju putamen melintasi nucleus kaudatus, kemudian ke bagian internal globus palidus, kemudian ke nuclei ventroanterior dan ventrolateral thalamus dan akhirnya ke korteks motorik primer dan area premotorik serta area suplementer yang berkaitan erat dengan korteks motorik primer.

2.4.Fungsi Ganglia Basalis dalam Pengaturan Kognitif terhadap pola gerakan Motorik yang

berurutan (sirkuit kaudatus)

Kognisi adalah proses berpikir pada otak  dengan menggunakan input sensoris yang menuju otak

ditambah informasi yang tersimpan dalam ingatan. Sebagian besar kerja motorik akibat

pemikiran yang dibentuk dalam benak otak dan Nukleus Caudatus  berperanan dalam pengaturan

kognitif tersebut.

         

Pada gambar 11 di atas sambungan neural antara nucleus kaudatus dan system  pengatur

motorik kortikospinal sedikit berbeda dengan yang terdapat pada sirkuit putamen. Nucleus

kaudatus meluas ke seluruh lobus pada serebrum mulai dari anterior lobus frontalis kemudian

berjalan di sebelah posterior melalui lobus parietal dan oksipitalis setelah itu akhirnya berbelok

ke depan ke dalam lobus temporalis. Selanjutnya nucleus kaudatus menerima sejumlah besar

input dari area asosiasi korteks serebri yang menutupi nucleus kaudatus terutama area yang juga

mengintegrasikan berbagai jenis informasi sensorik maupun motorik ke dalam pola pikir yang

dapat digunakan.

Setelah sinyal berjalan dari korteks serebri ke nucleus kaudatus sinyal tersebut kemudian

dijalarkan ke thalamus ventroanterior dan ventrolateral, dan akhirnya kembali ke area motorik

prefrontal, premotorik dan suplementer korteks serebri, tetapi hampir tidak ada sinyal kembali

yang berjalan secara langsung ke korteks motorik primer. Sebaliknya sinyal kembali tersebut

berjlan ke regio motorik asesoris dalam area premotor dan motorik suplementer . Contoh :

seseorang melihat seekor singa mendekat kemudian memberi respon secara cepat dan otomatis

yaitu dengan (1) berbalik membelakangi singa, (2) mulai berlari, (3) berusaha memanjat pohon.

Tanpa fungsi kognitif seseorang tidak memiliki pengetahuan instinktif untuk berespon secara

cepat dan sesuai.

2.5.Fungsi Ganglia Basalis untuk mengubah Penentuan Saat bergerak dan skala intensitas

gerakan.

Dua kemampuan otak yang penting untuk mengatur gerakan adalah (1) menentukan seberapa

cepat suatu gerakan dilakukan, dan (2) mengatur seberapa luas gerakan yang akan terjaadi.

Contoh menulis huruf a secara cepat atau lambat, menulis huruf a dengan ukuran kecil pada

kertas atau huruf a dengan ukuran besar pada papan tulis.

III. INTEGRASI BANYAK BAGIAN SISTEM PENGATUR MOTORIK TOTAL

3.1. Tingkat Spinal

Pada medulla spinalis pola-pola terprogram untuk semua daerah otot pada tubuh, sebagai contoh

reflex menghindar untuk mendorong setiap bagian tubuh untuk menjauh dari sumber nyeri.

3.2. Tingkat Otak Belakang

Otak belakang melakukan dua fungsi utama untuk pengaturan motorik umum pada tubuh: (1) memelihara tonus aksial tubuh dengan tujuan berdiri tegak dan (2) terus melakukan modifikasi peningkatan tonus otot dalam respon terhadap informasi yang datang dari apparatus vestibuler untuk tujuan memelihara keseimbangan tubuh.

3.3. Tingkat Korteks Motorik

System korteks motorik menyediakan banyak sinyal motorik aktivasi bagi medulla spinalis.

Sebagian kerjanya melalui perintah berurutan dan parallel yang terangkai menjadi pola gerak

medulla pada aksi motorik. Mengubah intensitas berbagai pola atau modifikasi saat

pelaksanaannya.

3.4. Fungsi Serebelum yang Saling berkaitan

Fungsi serebellum berhubungan dengan semua tingkat pengatur motorik. Bersama

medulla spinalis berfungsi menguatkan refleks regang. Pada tingkat batang otak serebellum

membuat gerakan sikap tubuh terutama gerakan cepat yang dibutuhkan oleh system

keseimbangan untuk kelancaran gerakan yang berlangsung terus menerus.

3.5. Fungsi Ganglia Basalis yang saling berkaitan

Ganglia basalis merupakan pengatur motorik penting yang seluruhnya berbeda dengan yang

terdapat pada serebellum. Sebagian besar fungsi yang penting adalah (1) membantu korteks

melakukan pola gerakan-gerakan bawah sadar tetapi yang telah dipelajari dan (2) membantu

merencanakan pola gerakan yang parallel dan berurutan ketika pikiran harus melakukannya

bersama-sama untuk menyempurnakan kerja yang bertujuan penuh.

Jenis pola motorik yang memerlukan ganglia basalis antara lain pola menulis semua macam

huruf yang berbeda-beda, untuk melempar bola dan untuk mengetik. Ganglia basalis juga

diperlukan untuk memodifikasi pola ini untuk menulis huruf berukuran kecil atau besar, jadi

mengendalikan dimensi pola tersebut.

Ganglia Basalis

Termasuk Ganglia basalis  : nukleus kaudatus, putamen, & globus pallidus.  

(substansia nigra, korpus subtalamikus dan nukleus ruber).

Fungsi motorik ganglia basalis:

1.    mengatur aktifitas motorik yang kompleks bersama dengan  korteks

serebri dan traktus kortikospinalis

2.    Pengaturan kognitif dari aktifitas motorik (nukleus kaudatus)

3.    Menentukan kecepatan gerakan yang harus dilakukan

4.    Mengatur berapa besar gerakan tersebut harus dilakukan (Bersama

korteks serebri terutama daerah parietal)

Kelainan akibat kerusakan ganglia basalis:

1.    Chorea disebabkan degenerasi nukleus    kaudatus. Gerakan seperti

menari involunter (involuntery dancing movement).

2.    Athetosis disebabkan kerusakan nukleus lentikularis ditandai gerakan

lambat dan menggeliat.

3.    Ballismus terjadi kerusakan nuclei subthalamic ditandai pergerakan tiba-

tiba pada salah satu sisi tubuh.

4.    Parkinson (paralisis agitans) terjadi degenerasi neuron dopaminergik

 dari system nigrostriatal, gejalanya berupa akinesia, bradikinesia, rigidity,

dan tremor.