BAB 3 - ANATOMI DAN METODE PENELITIAN

 

ANATOMI DAN METODE PENELITIAN

 

            Mencoba mempelajari neuroanatomi (anatomi sistem saraf) dari buku seperti mencoba mempelajari geografi dari peta jalan. Sebuah peta dapat memberi tahu Anda bahwa Mystic, Georgia, berjarak sekitar 40 km di utara Enigma, Georgia. Demikian pula, sebuah buku dapat memberi tahu Anda bahwa habenula berjarak sekitar 4,6 mm dari inti interpeduncular di otak tikus (secara proporsional lebih jauh di otak manusia). Tetapi permata kecil informasi ini akan tampak misterius dan penuh teka-teki kecuali jika Anda memperhatikan bagian Georgia atau area otak itu.

 

STRUKTUR SISTEM SARAF VERTEBRATA

            Sistem saraf Anda terdiri dari banyak substruktur, sejumlah besar neuron, dan bahkan lebih banyak sinapsis. Bagaimana semua bagian bekerja sama untuk membuat satu unit berperilaku? Apakah setiap neuron memiliki fungsi independen? Atau apakah otak bekerja sebagai satu kesatuan yang tidak terdiferensiasi?

 

Terminologi untuk Menggambarkan Sistem Saraf

            Untuk vertebrata, kami membedakan sistem saraf pusat dari sistem saraf tepi (lihat Gambar 3.1). Sistem saraf pusat (SSP) adalah otak dan sumsum tulang belakang. Sistem saraf perifer (PNS) menghubungkan otak dan sumsum tulang belakang ke seluruh tubuh. Bagian dari PNS adalah sistem saraf somatik, yang terdiri dari akson yang menyampaikan pesan dari organ indera ke SSP dan dari SSP ke otot.

 

Sumsum Tulang Belakang

            Sumsum tulang belakang adalah bagian dari SSP di dalam tulang belakang. Sumsum tulang belakang berkomunikasi dengan semua organ indera dan otot kecuali kepala. Ini adalah struktur tersegmentasi, dan setiap segmen memiliki di setiap sisi saraf sensorik dan saraf motorik, seperti yang ditunjukkan Gambar 3.3. Salah satu penemuan pertama tentang fungsi sistem saraf adalah bahwa akar dorsal yang masuk (berkas akson) membawa informasi sensorik, dan akar ventral yang keluar membawa kelompok motorik neuron di luar sumsum tulang belakang, yang disebut ganglia akar dorsal.

 

Sistem Saraf Otonom

            Saraf otonom terdiri dari neuron yang menerima informasi dari dan mengirim perintah ke jantung, usus, dan organ lainnya. Dua bagiannya adalah sistem saraf simpatis dan parasimpatis (lihat Gambar 3.6). Sistem saraf simpatis, jaringan saraf yang mempersiapkan organ untuk aktivitas yang kuat, terdiri dari rantai ganglia di kiri dan kanan daerah pusat sumsum tulang belakang (daerah toraks dan lumbar). Sistem saraf parasimpatis juga dikenal sebagai sistem kraniosakral karena terdiri dari saraf kranial dan saraf dari sumsum tulang belakang sakral (lihat Gambar 3.6).

 

Otak Belakang

Otak memiliki tiga divisi utama otak belakang, otak tengah, dan otak depan. Otak belakang, bagian posterior otak, terdiri dari medula, pons, dan otak kecil. Medula dan pons, otak tengah, dan struktur sentral tertentu dari otak depan membentuk batang otak.

 

Otak Tengah

Otak tengah dimulai di bagian tengah otak, meskipun pada mamalia dewasa itu kerdil dan dikelilingi oleh otak depan. Otak tengah lebih menonjol pada burung, reptil, amfibi, dan ikan. Atap otak tengah disebut tektum. Pembengkakan di setiap sisi tektum adalah colliculus superior dan colliculus inferior (lihat Gambar 3.8 dan 3.10). Keduanya penting untuk pemrosesan sensorik kolikulus inferior untuk pendengaran dan kolikulus superior untuk penglihatan.

 

Otak Depan

Otak depan, bagian paling menonjol dari otak mamalia, terdiri dari dua belahan otak, satu di kiri dan satu di kanan. Setiap hemisfer diatur untuk menerima informasi sensorik, sebagian besar dari sisi kontralateral (berlawanan) tubuh, dan untuk mengontrol otot, sebagian besar di sisi kontralateral, melalui akson ke sumsum tulang belakang dan inti saraf kranial.

 

Talamus

            Talamus adalah sepasang struktur (kiri dan kanan) di tengah otak depan. Istilah ini berasal dari kata Yunani yang berarti "ruang depan," "ruang dalam," atau struktur yang saling terkait, yang dikenal sebagai sistem limbik, membentuk batas (atau limbus, kata Latin untuk "batas") di sekitar batang otak. Struktur ini sangat penting untuk motivasi dan emosi, seperti makan, minum, aktivitas seksual, kecemasan, dan agresi.

 

Hipotalamus

            Hipotalamus, area kecil di dekat dasar otak tepat di bagian ventral thalamus, memiliki koneksi luas dengan bagian otak lainnya.

 

Kelenjar di Bawah Otak.

            Kelenjar pituitari adalah kelenjar endokrin (penghasil hormon) kelenjar yang melekat pada dasar hipotalamus oleh tangkai yang mengandung neuron, pembuluh darah, dan jaringan ikat. Menanggapi pesan dari hipotalamus, hipofisis mensintesis hormon yang dibawa darah ke organ di seluruh tubuh.

 

Ganglia basalis

            Ganglia basal, sekelompok struktur subkortikal lateral ke talamus, termasuk tiga struktur utama: berekor nukleus, putamen, dan globus pallidus (lihat Gambar 3.15).

 

Otak Depan Dasar

            Salah satu struktur di permukaan ventral otak depan, nukleus basalis, menerima masukan dari hipotalamus dan ganglia basalis dan mengirimkan akson yang melepaskan asetilkolin ke area luas di korteks serebral (lihat Gambar 3.16).

 

Hipokampus

            Hippocampus (dari kata Latin yang berarti "kuda laut", bentuk yang disarankan oleh hippocampus) adalah struktur besar antara talamus dan korteks serebral, sebagian besar menuju posterior otak depan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.12.

 

Ventrikel

            Sistem saraf memulai perkembangannya sebagai tabung mengelilingi saluran cairan. Saluran itu bertahan hingga dewasa sebagai saluran pusat, saluran berisi cairan di tengah sumsum tulang belakang, dan sebagai ventrikel, empat rongga berisi cairan di dalam otak. Setiap belahan mengandung salah satu dari dua ventrikel lateral yang besar (lihat Gambar 3.17). Menuju mereka posterior, mereka terhubung ke ventrikel ketiga, diposisikan di garis tengah, memisahkan thalamus kiri dari thalamus kanan. Ventrikel ketiga terhubung ke ventrikel keempat di pusat medulla.

 

KORTEKS SEREBRAL

            Bagian yang paling menonjol dari otak mamalia adalah korteks serebral. Sel-sel di permukaan luar korteks serebral adalah materi abu-abu, dan aksonnya yang memanjang ke dalam adalah materi putih (lihat Gambar 3.13a).

 

Organisasi Korteks Serebral

            Pada manusia dan sebagian besar mamalia lainnya, korteks serebral mengandung hingga enam lamina yang berbeda, lapisan badan sel yang sejajar dengan permukaan korteks dan dipisahkan satu sama lain oleh lapisan serat (lihat Gambar 3.21). Lamina bervariasi dalam ketebalan dan penonjolan dari satu bagian korteks ke bagian lain, dan lamina tertentu mungkin tidak ada di daerah tertentu.

 

Lobus Oksipitalis

            Lobus oksipital, di ujung posterior (kaudal) korteks (lihat Gambar 3.23), adalah target utama untuk informasi visual. Kutub posterior lobus oksipital dikenal sebagai korteks visual primer, atau korteks lurik, karena penampilannya yang bergaris pada penampang. Penghancuran setiap bagian dari korteks lurik menyebabkan kebutaan kortikal di bagian terkait bidang visual. Misalnya, kerusakan luas pada korteks lurik belahan kanan menyebabkan kebutaan di bidang visual kiri (yaitu, sisi kiri dunia dari sudut pandang pemirsa). Seseorang dengan kebutaan kortikal memiliki mata dan refleks pupil yang normal, tetapi tidak ada persepsi visual yang disadari dan tidak ada bayangan visual (bahkan dalam mimpi). Orang yang menderita kerusakan mata menjadi buta, tetapi jika mereka memiliki korteks oksipital yang utuh dan pengalaman visual sebelumnya, mereka masih dapat membayangkan pemandangan visual dan masih dapat memiliki mimpi visual (Sabo & Kirtley, 1982). Singkatnya, mata memberikan stimulus, dan korteks visual memberikan pengalaman.

Lobus Parietal

            Lobus parietal terletak di antara lobus oksipital dan sulkus sentralis, suatu alur yang dalam di permukaan korteks (lihat Gambar 3.23). Area tepat di belakang sulkus sentralis, girus postsentralis, atau korteks somatosensori primer, menerima sensasi dari reseptor sentuhan, reseptor regangan otot, dan reseptor sendi. Ahli bedah otak terkadang hanya menggunakan anestesi lokal (membius kulit kepala tetapi membiarkan otak tetap terjaga). Jika selama proses ini mereka sedikit merangsang gyrus postcentral, orang melaporkan sensasi kesemutan di sisi tubuh yang berlawanan.

Lobus Temporal

            Lobus temporal adalah bagian lateral dari setiap belahan, dekat pelipis (lihat Gambar 3.23). Ini adalah target kortikal utama untuk informasi pendengaran. Lobus temporal manusia—dalam banyak kasus, lobus temporal kiri—sangat penting untuk memahami bahasa lisan. Lobus temporal juga berkontribusi pada aspek penglihatan yang kompleks, termasuk persepsi gerakan dan pengenalan wajah. Tumor di lobus temporal dapat menimbulkan halusinasi pendengaran atau visual yang rumit, sedangkan tumor di lobus oksipital biasanya hanya menimbulkan sensasi sederhana, seperti kilatan cahaya. Ketika pasien psikiatri melaporkan halusinasi, scan otak mendeteksi aktivitas ekstensif di lobus temporal (Dierks et al., 1999). Lobus temporal juga penting untuk perilaku emosional dan motivasional. Kerusakan lobus temporal dapat menyebabkan serangkaian perilaku yang dikenal sebagai sindrom Klüver-Bucy.

 

Lobus Frontal

            Lobus frontal, yang mengandung korteks motorik primer dan korteks prefrontal, memanjang dari sulkus sentralis sampai batas anterior otak (lihat Gambar 3.23). Bagian posterior lobus frontal tepat di depan sulkus sentralis, girus presentralis, dikhususkan untuk mengontrol gerakan halus, seperti menggerakkan satu jari pada satu waktu. Area yang terpisah bertanggung jawab untuk bagian tubuh yang berbeda, sebagian besar di sisi kontralateral (berlawanan) tetapi juga dengan sedikit kontrol pada sisi ipsilateral (sama). Gambar 3.24b menunjukkan peta tradisional girus precentral, juga dikenal sebagai korteks motorik primer. Namun, peta hanyalah perkiraan. Misalnya, di dalam area lengan, tidak ada hubungan satu lawan satu antara lokasi otak dan otot tertentu (Graziano, Taylor, & Moore, 2002).

 

Kebangkitan dan Kejatuhan Lobotomi Prefrontal

            Anda mungkin pernah mendengar tentang prosedur terkenal yang dikenal sebagai lobotomi prefrontal, pemutusan bedah korteks prefrontal dari bagian otak lainnya. Pembedahan terdiri dari merusak korteks prefrontal atau memotong koneksinya ke seluruh korteks. Lobotomi dimulai dengan laporan bahwa kerusakan korteks prefrontal primata laboratorium membuat mereka jinak tanpa mengganggu sensasi atau koordinasi mereka. Beberapa dokter beralasan bahwa operasi yang sama dapat membantu orang yang menderita gangguan kejiwaan yang parah dan tidak dapat diobati.

            Di antara konsekuensi umum dari lobotomi prefrontal adalah apatis, hilangnya kemampuan untuk merencanakan dan mengambil inisiatif, gangguan memori, distraksi, dan hilangnya ekspresi emosional (Stuss & Benson, 1984). Orang-orang dengan kerusakan prefrontal kehilangan hambatan sosial mereka, mengabaikan aturan perilaku sopan dan beradab. Mereka sering bertindak impulsif karena mereka gagal menghitung secara memadai kemungkinan hasil dari perilaku mereka.

 

Fungsi Korteks Prefrontal

          Korteks prefrontal berkontribusi pada banyak fungsi. Salah satunya adalah perhatian yaitu, meningkatkan respons area otak lain terhadap informasi yang paling relevan dan mengurangi respons terhadap pengecoh (Zanto, Rubens, Thangavel, & Gazzaley, 2011). Yang lain adalah memori kerja, kemampuan untuk mengingat kejadian baru-baru ini, seperti di mana Anda memarkir mobil Anda atau apa yang Anda bicarakan sebelum interupsi.

 

METODE PENELITIAN

            Menggambarkan struktur otak cukup sulit, tetapi tantangan sebenarnya adalah menemukan cara kerjanya. Gambaran umum tentang kategori-kategori itu dan logika di baliknya:

1. Mengkaji efek kerusakan otak. Setelah kerusakan atau penonaktifan sementara, apa aspek perilakunya? terganggu?
2. Periksa efek stimulasi area otak. Idealnya, jika merusak beberapa area merusak perilaku, merangsang itu daerah harus meningkatkan perilaku.
3. Rekam aktivitas otak selama perilaku. Kami mungkin merekam perubahan aktivitas otak selama pertempuran, tidur, menemukan makanan, memecahkan masalah, atau perilaku lainnya.
4. Menghubungkan anatomi otak dengan perilaku. Apakah orang-orang dengan beberapa perilaku yang tidak biasa juga memiliki otak yang tidak biasa? Jika demikian, dalam cara apa?

 

Efek Kerusakan Otak

     Pada tahun 1861, ahli saraf Prancis Paul Broca menemukan bahwa a pasien yang kehilangan kemampuan berbicara mengalami kerusakan sebagian korteks frontal kirinya. Pasien tambahan dengan kehilangan bicara juga menunjukkan kerusakan di dalam dan sekitar area itu, yang sekarang dikenal sebagai daerah Broca. Penemuan ini merevolusi neurologi, sebanyak dokter lain pada saat itu meragukan area otak yang berbeda memiliki fungsi yang berbeda sama sekali.

Menghubungkan Anatomi Otak dengan Perilaku 

            Salah satu cara pertama yang pernah digunakan untuk mempelajari fungsi otak terdengar mudah: Temukan seseorang dengan perilaku yang tidak biasa dan kemudian cari fitur otak yang tidak biasa. Pada 1800-an, Franz Gall mengamati beberapa orang dengan ingatan verbal yang sangat baik yang memiliki mata menonjol. Dia menyimpulkan bahwa memori verbal bergantung pada area otak di belakang mata yang mendorong mata ke depan. Gall kemudian memeriksa tengkorak orang-orang dengan bakat atau kepribadian lain. Dia berasumsi bahwa tonjolan dan lekukan pada tengkorak mereka berhubungan dengan area otak di bawah mereka.

 

Ukuran Otak dan Kecerdasan

            Pada 1800-an dan awal 1900-an, beberapa masyarakat muncul yang anggotanya setuju untuk menyumbangkan otak mereka setelah kematian untuk penelitian otak orang-orang terkemuka. Tidak ada kesimpulan yang dihasilkan. Otak orang-orang terkemuka sangat bervariasi, seperti halnya otak orang-orang yang kurang terkemuka. Jika anatomi otak dikaitkan dengan kecerdasan dengan cara apa pun, hubungannya tidak jelas.

 

Perbandingan antar Spesies

            Kita manusia suka menganggap diri kita sebagai hewan yang paling cerdas bagaimanapun juga, kita harus mendefinisikan apa arti kecerdasan! Namun, manusia tidak memiliki otak terbesar. Otak paus sperma delapan kali lebih besar dari otak kita, dan otak gajah empat kali lebih besar. Mungkin, banyak orang berpendapat, kecerdasan bergantung pada rasio otak-ke-tubuh. Gambar 3.38 mengilustrasikan hubungan antara logaritma massa tubuh dan logaritma massa otak untuk berbagai vertebrata (Jerison, 1985). Perhatikan bahwa spesies yang kita anggap paling cerdas seperti, ahem, diri kita sendiri memiliki otak yang lebih besar sebanding dengan ukuran tubuh daripada spesies yang kita anggap kurang mengesankan, seperti katak.

 

Perbandingan antar Manusia

            Selama bertahun-tahun, studi tentang ukuran otak dan kecerdasan manusia menemukan korelasi hampir di atas nol. Namun, korelasi yang rendah antara dua variabel dapat berarti bahwa keduanya tidak terkait, atau setidaknya salah satu variabel diukur dengan buruk. Sebagian besar studi awal mengukur ukuran tengkorak, bukan ukuran otak. Saat ini, dengan menggunakan pengukuran yang lebih akurat berdasarkan MRI, sebagian besar penelitian menemukan korelasi positif sedang antara ukuran otak dan IQ, biasanya sekitar 0,3.

 

Perbandingan Pria dan Wanita

            Sekarang untuk bagian yang paling membingungkan: Jika kita memeriksa skor tes kecerdasan dan ukuran otak hanya untuk pria, atau hanya untuk wanita, kita menemukan korelasi positif yang moderat. Jika kita menggabungkan hasil untuk pria dan wanita, korelasinya menurun. Pria rata-rata memiliki otak yang lebih besar daripada wanita tetapi IQ yang sama. Bahkan jika kita memperhitungkan perbedaan tinggi badan, otak pria tetap lebih besar.

JURNAL TENTANG ANATOMI

NEUROANATOMY PART I   -    NEUROANATOMY PART II