Otak adalah organ pusat dari sistem saraf manusia, dan
bersama sumsum tulang belakang membentuk sistem saraf pusat. Otak
terdiri dari serebrum, batang otak, dan otak kecil. Otak mengontrol sebagian
besar aktivitas tubuh, memproses, mengintegrasikan, dan mengoordinasikan
informasi yang diterima dari organ indra, dan membuat keputusan mengenai
instruksi yang dikirim ke seluruh tubuh. Otak dilindungi oleh tulang tengkorak
kepala. Hal itu membuat otak memiliki banyak sekali fungsi. Berikut adalah
fungsi-fungsi otak pada manusia secara umum. Langsung saja kita simak yang
pertama:
1. Pengendalian Motorik
Sistem motorik otak bertanggung jawab untuk
membangkitkan dan mengendalikan gerakan. Gerakan yang dihasilkan berpindah dari
otak melalui saraf ke neuron motorik di dalam tubuh yang mengendalikan kerja
otot. Saluran kortikospinalis membawa gerakan dari otak melalui sumsum tulang
belakang ke badan dan anggota badan. Saraf kranial membawa gerakan yang
berkaitan dengan mata, mulut, dan wajah.
Gerakan kasar seperti lokomosi dan gerak lengan
dan kaki dihasilkan dalam korteks motorik. Tangan dan mulut memiliki area
motorik yang jauh lebih besar dibandingkan bagian tubuh lain yang memungkinkan
gerakan yang lebih halus. Impuls yang dihasilkan dari perjalanan korteks
motorik sepanjang saluran kortikospinalis melalui sumsum tulang belakang dan
terhubung dengan interneuron, yang menghubungkan ke neuron motorik bawah dalam
materi abu-abu yang kemudian mengirimkan dorongan untuk ke otot. Serebelum dan
basal ganglia berperan dalam gerakan otot yang halus, kompleks, dan
terkoordinasi. Hubungan antara korteks dan basal ganglia (disebut sistem
ekstrapiramidal) mengendalikan pola gerak otot, postur, dan inisiasi gerakan.
2. Sensorik
Sistem saraf sensorik terlibat dalam penerimaan
dan pemrosesan informasi sensorik. Informasi ini diterima melalui saraf
kranial, melalui saluran di sumsum tulang belakang, dan langsung ke pusat otak.
Otak juga menerima dan menafsirkan informasi dari indera khusus seperti
penglihatan, penciuman, pendengaran, dan pengecapan. Sinyal motorik juga
terintegrasi dengan sinyal sensorik.
Dari kulit, otak menerima informasi tentang
sentuhan halus, tekanan, rasa sakit, getaran, dan suhu. Dari sendi, otak
menerima informasi tentang posisi sendi. Korteks sensorik ditemukan di dekat
korteks motorik. Sensasi yang dikumpulkan oleh reseptor sensorik pada kulit
diubah menjadi sinyal saraf yang melewati serangkaian neuron melalui saluran di
sumsum tulang belakang. Kolom dorsal-lemniskus medialis berisi informasi
tentang sentuhan halus, getaran, dan posisi sendi. Neuron melakukan perjalanan
ke bagian belakang sumsum tulang belakang ke bagian belakang medula, dimana ia
akan bertemu dengan neuron “kedua” dan segera bertukar sisi. Neuron ini
kemudian berjalan ke atas ke dalam kompleks ventrobasal di talamus dimana
mereka terhubung dengan neuron “ketiga”, dan berjalan ke korteks sensorik.
Traktus spinotalamikus membawa informasi tentang rasa sakit, suhu, dan sentuhan
kasar. Neuron melakukan perjalanan ke sumsum tulang belakang dan terhubung
dengan neuron kedua dalam batang otak untuk nyeri dan suhu, dan juga di
kompleks ventrobasal medula untuk sentuhan kasar.
Penglihatan dihasilkan oleh cahaya yang mengenai
retina mata. Fotoreseptor di retina mentransduksi stimulus sensorik cahaya
menjadi sinyal saraf listrik. Penglihatan dari bidang visual kiri diterima di
sisi kanan setiap retina (dan sebaliknya) dan melewati saraf optik menuju otak
pada nukleus geniculate lateral, dan berjalan menuju korteks visual di lobus
oksipital.
Pendengaran dan keseimbangan sama-sama
dihasilkan di telinga bagian dalam. Pergerakan cairan pada telinga bagian dalam
dihasilkan oleh gerakan (untuk keseimbangan) dan gerakan yang ditransmisikan
yang dihasilkan oleh osikel (untuk suara). Ini menciptakan sinyal saraf yang
melewati saraf vestibulokoklear. Dari sini, ia melewati ke inti koklea, nukleus
olivari superior, inti geniculate medialis, dan akhirnya ke korteks
pendengaran.
Indera penciuman dihasilkan oleh sel-sel
reseptor di epitel mukosa olfaktorius di rongga hidung. Informasi ini
melewati bagian tengkorak yang relatif permeabel ke saraf penciuman. Saraf ini
mentransmisikan ke korteks penciuman. Sedangkan rasa yang dihasilkan oleh
reseptor di lidah melewati saraf wajah dan glosofaring ke saluran soliter
di batang otak. Beberapa informasi rasa juga dilewatkan dari faring ke area ini
melalui saraf vagus. Informasi kemudian diteruskan melalui talamus ke korteks
pengecap.
3. Regulasi
Fungsi otonom otak termasuk regulasi atau
kontrol ritmik denyut jantung, laju pernapasan, dan mempertahankan
homeostasis.
Tekanan darah dan detak jantung dipengaruhi oleh
pusat vasomotor medula, yang menyebabkan arteri dan vena menjadi mengerut saat
relaksasi. Hal ini dilakukan dengan mempengaruhi sistem saraf simpatik dan
parasimpatik melalui saraf vagus. Informasi tentang tekanan darah
dihasilkan oleh baroreseptor di aorta yang diteruskan ke otak sepanjang serabut
aferen nervus vagus. Informasi tentang perubahan tekanan di sinus karotis
berasal dari tubuh karotid yang terletak di dekat arteri karotid yang
dilewatkan melalui saraf yang bergabung dengan saraf glossofaringeal. Informasi
ini bergerak ke inti soliter di medula. Sinyal dari sana mempengaruhi pusat
vasomotor untuk menyesuaikan penyempitan pembuluh darah.
Otak mengendalikan laju pernapasan terutama oleh
pusat pernapasan di medula dan pons. Pusat pernapasan mengendalikan respirasi
dengan menghasilkan sinyal motorik yang diturunkan ke medula spinalis di
sepanjang saraf frenik ke diafragma dan otot respirasi lainnya. Saraf tersebut
adalah saraf campuran yang membawa informasi sensorik kembali ke sistem saraf
pusat. Ada empat pusat pernapasan yakni tiga dengan fungsi yang lebih jelas dan
satu pusat apneustik yang fungsinya masih kurang jelas. Di medula, kelompok
pernapasan bagian dorsal menyebabkan keinginan untuk bernapas dan menerima
informasi sensoris langsung dari tubuh. Juga di medula, kelompok pernapasan
ventral mempengaruhi napas keluar selama pengerahan tenaga. Pons pusat
pneumotoraks mempengaruhi durasi napas. Pusat apneustik tampaknya memiliki
pengaruh pada inhalasi. Pusat pernapasan secara langsung merasakan karbon
dioksida dan pH darah. Informasi tentang kadar oksigen dalam darah, karbon
dioksida, dan pH juga dirasakan pada dinding arteri di kemoreseptor perifer
pada dinding aorta dan karotid. Informasi ini dilewatkan melalui saraf vagus
dan glosofaring ke pusat-pusat pernapasan. Karbon dioksida tinggi, pH asam,
atau oksigen rendah menstimulasi pusat pernapasan. Keinginan untuk bernapas
juga dipengaruhi oleh reseptor peregangan paru-paru yang ketika
diaktifkan mencegah paru-paru mengalami overinflasi dengan mengirimkan
informasi ke pusat pernapasan melalui saraf vagus.
Hipotalamus di diencephalon, terlibat dalam
mengatur banyak fungsi tubuh. Fungsi tersebut termasuk regulasi neuroendokrin,
pengaturan ritme sirkadian, pengendalian sistem saraf otonom, dan pengaturan
cairan dan asupan makanan. Ritme sirkadian dikendalikan oleh dua kelompok sel
utama di hipotalamus. Ritme sirkadian mengatur pola tidur. Tidur adalah
kebutuhan penting bagi tubuh dan otak yang memungkinkan penutupan dan istirahat
sistem tubuh. Ada juga temuan yang menunjukkan bahwa penumpukan racun harian di
otak dihilangkan selama tidur. Saat terjaga, otak mengonsumsi seperlima dari
kebutuhan energi tubuh. Tidur mengurangi penggunaan energi tersebut dan memberi
waktu untuk pemulihan ATP yang memberi energi. Kurang tidur menyebabkan
gejala-gejala seperti kekurangan energi yang membuat kantuk dan efek lain.
Hipotalamus lateral mengandung neuron
orexinergic yang mengendalikan nafsu makan dan gairah melalui proyeksinya ke
sistem aktivasi retikuler. Hipotalamus mengontrol kelenjar pituitari melalui
pelepasan peptida seperti oksitosin, vasopresin, dan dopamin ke median
eminensia. Melalui proyeksi otonom, hipotalamus terlibat dalam mengatur fungsi
seperti tekanan darah, detak jantung, pernapasan, berkeringat, dan
mekanisme homeostatik lainnya. Hipotalamus juga berperan dalam regulasi termal,
sehingga ketika dirangsang oleh sistem kekebalan tubuh menghasilkan demam.
Hipotalamus dipengaruhi oleh ginjal ketika tekanan darah menurun, renin yang
dikeluarkan ginjal menstimulasi kebutuhan untuk minum. Hipotalamus juga
mengatur asupan makanan melalui sinyal otonom dan pelepasan hormon oleh sistem
pencernaan.
4. Bahasa
Dahulu, fungsi bahasa dianggap dilokalisasi ke
area Wernickle dan area Broca. Sekarang sebagian besar diterima bahwa jaringan
yang lebih luas dari daerah kortikal berkontribusi pada fungsi bahasa. Studi
tentang bagaimana bahasa direpresentasikan, diproses, dan diperoleh oleh otak
disebut neurolinguistik yang merupakan bidang multidisiplin dari ilmu saraf
kognitif, linguistik kognitif, dan psikolinguistik.
5. Lateralisasi
Cerebrum (otak besar) memiliki organisasi kontralateral
dengan setiap belahan otak berinteraksi dengan setengah tubuh, dengan sisi kiri
otak berinteraksi dengan sisi kanan tubuh dan sebaliknya. Penyebab perkembangan
untuk ini belum pasti. Koneksi motorik dari otak ke sumsum tulang belakang dan
koneksi dari sumsum tulang belakang ke otak, keduanya bersilangan di batang
otak.
Sisi kiri dan kanan otak tampak simetris, tetapi
berfungsi tidak simetris. Contoh, daerah motor di otak bagian kanan
mengendalikan baik tangan kanan maupun tangan kiri. Lobus frontal kiri dominan
untuk bahasa. Jika area tersebut rusak, penderita tidak dapat berbicara atau
mengerti pembicaraan. Sedangkan jika kerusakan terjadi pada belahan otak kanan,
kemampuan berbahasa akan mengalami kerusakan kecil.
Bagian penting dari pemahaman tentang interaksi
antar dua belahan otak telah datang dari orang yang menjalani bedah
transeksi corpus callosum untuk mengurangi keparahan kejang
epilepsi. Pasien tersebut tidak menunjukkan perilaku tidak biasa dengan jelas.
Namun yang terjadi mereka dapat berperilaku seperti dua orang yang berbeda
dalam satu tubuh yang sama. Misalnya tangan kanan mengambil sesuatu, tangan
kiri melepasnya. Ketika pasien ditunjukkan gambar di sisi kanan titik fiksasi
visual, ia mampu menggambarkannya secara verbal. Tetapi ketika gambar
ditampilkan di sebelah kiri, ia tidak dapat menggambarkannya.
6. Emosi
Emosi umumnya didefinisikan sebagai proses
multikomponen dua langkah yang melibatkan elisitasi, diikuti oleh perasaan
psikologis, penilaian, ekspresi, tanggapan otonom, dan kecenderungan tindakan.
Upaya melokalisasi emosi-emosi dasar ke daerah-daerah otak tertentu telah
menjadi kontroversi, dengan beberapa penelitian tidak menemukan bukti untuk
lokasi-lokasi spesifik yang sesuai dengan emosi. Amygdala, korteks
orbitofrontal, korteks insula anterior dan tengah, dan korteks lateral
prefrontal tampaknya terlibat dalam menghasilkan emosi. Sementara bukti yang
lebih lemah ditemukan pada area tegmental ventral, ventral pallidium, dan indi
accumbens. Bukti lain telah menemukan aktivasi daerah tertentu seperti basal
ganglia dalam kebahagiaan, korteks cingulate subcallosal dalam kesedihan, dan
amygdala dalam ketakutan.
7. Kognisi
Otak berperan dalam kognisi. Otak menimbulkan
proses kognisi yang tak terhitung jumlahnya. Fungsi kognisi lebih tinggi
berasal dari set fungsi eksekutif yang merupakan kelompok proses kognitif yang
memungkinkan kontrol kognitif perilaku seperti memilih, memantau perilaku, dan
memfasilitasi pencapaian tujuan yang dipilih. Fungsi eksekutif termasuk
kemampuan untuk menyaring informasi dan menghilangkan rangsangan yang tidak
relevan dengan kontrol perhatian dan penghambatan kognitif, kemampuan untuk
memproses dan memanipulasi informasi yang disimpan dalam memori kerja,
kemampuan untuk memikirkan tentang berbagai konsep secara bersamaan dan beralih
tugas secara fleksibel, kemampuan menghambat impuls dan respon dengan kontrol
penghambatan, dan kemampuan untuk menentukan relevansi informasi atau kelayakan
tindakan. Fungsi eksekutif tingkat tinggi memerlukan penggunaan dari beberapa
fungsi dasar eksekutif secara simultan termasuk penalaran dan pemecahan
masalah.
Korteks prefrontal berperan penting dalam
mediasi fungsi eksekutif. Neuroimaging selama tes neuropsikologi fungsi
eksekutif, telah menemukan pematangan korteks prefrontal berhubungan dengan
fungsi eksekutif pada anak-anak.
Comments
Post a Comment