Neurosains

Beny Atmadja Wirjomartani.

baw@bdg.centrin.net,id

 

Pendahuluan

Perkembangan neurosains sejak beberapa dekade terakhir berkembang begitu pesatnya, dan terbukti dari banyaknya tulisan-tulisan di majalah ilmiah (nature /science, dll)  tentang neurosains serta banyaknya peserta konggres neurosains tahun 2009, Oktober 17-21  di Chicago, yang hadiri oleh lebih dari 30.000 peserta.

Pada dekade 1990 Amerika Serikat menetapan “decade of the brain”, dan di Eropa 4 tahun kemudian menetapkan “decade of the mind”, telah mendorong  peneletian yang lebih intensif tentang neurosains, karena didukung dana yang mencukupi dan fasilitas yang memadai.

Neurosains adalah ilmu yang mepelajari sistim syaraf (baik pada binatang yang rendah sampai ke manusia).

Neurosains saat ini merupakan suatu ilmu yang multidisiplin yang meliputi bidang kimia, computer science, teknologi, matematika, kedokteran, filsafat, fisika, psikologi, neurosains kultur, neuro-informasi, neuro-edukasi, nurosains-sosial dlll.

Pada masa yang akan datang neurosaintis berusaha memecahkan masalah neurosains yang masih banyak misteri. Baru sedikit terungkap, antara lain tentang kesadaran, kognisi dan tentang sains-moral yang ditulis oleh Sam Harris pada tahun 2010, dengan judul  buku “Moral Landscape”.

Bidang yang dikaji oleh para neurosaintis berkembang melalui beberapa pendekatan yaitu dengan memeriksa molekul, sel, perkembangan, struktur, evolusi , komputerisasi, dan aspek medis pada sistim syaraf. Teknologi yang diperguankan oleh para neurosaintis begitu cannggihnya mulai dari molekul sampai ke sebuah sebuah sel untuk dapat dilihat dengan imaging (MRI, fMRI, PET) pada kerja motoris dan sensorisnya.

Pada kesempatan ini  akan di informasikan secara umum dan singkat tentang “otak manusia serta bagaimna kerja nya”.

Pertumbuhan system syaraf pada manusia

Setelah sebuah sel telur (diameter 0,2 mm) yang telah berhasil dibuahi oleh sebuah sperma(diameter 0,004 mm), maka sel ini membelah menjadi 2 (bila ke 2 sel ini terpisah karena sesuatu sebab, karena selaput pembungkusnya terbuka, maka terjadi  2 anak kembar identik (1 telur) yang mempunyai gen yang sama).

Banyak peneletian tentang anak kembar identik untuk melihat pengaruh  nature (gen) dan lingkungan (nurture).

Pada keadaan tertentu dimana sesorang perempuan mengeluarkan 2 atau lebih sel telur( pada pemakaiaan hormon penyubur), dan semuanya dibuahi oleh sprerma yang berbeda, maka terjadi kembar bukan identik.

Bila sel yang telah membelah menjadi 2 tetapi tetap dilapisi oleh selaput diluarnya, maka sel ini akan terus membelah diri, dan pada pada tahap tertentu mulai terorganisir menjadi 3 lapis yang diberi nama:

  • ectoderm yang akan berkembang menjadi sistim syaraf, kulit, mata, telinga
  • mesoderm yang akan menjadi rangka, otot, sel darah, pembuluh darah, jantung dan kelenjar lymp.
  • endoderm yang akan berkembang menjadi usus, saluran pernafasan, hati, pancreas, paru dan kelenjar tyroid.

Setelah perkembangan ectoderm , mesoderm dan endoderm di dalam kandungan ibu,  selama 9 bulan, maka dilahirkan seorang anak dengan berat badan  kurang lebih 3 kg  dan berat otak kurang lebih 350 gr.

Selama 9 bulan dalam kandungan terjadi pertumbuah sel syaraf (neuron) rata-rata 250.000 sel baru setiap menitnya  dan terbentuknya 30.000 sinap (celah yang menghubungkan syaraf satu dengan yang lainnya), setiap detik. Pada waktu dilahirkan bayi telah memiliki neuron sebanyak 10 11

Berat otak orang dewasa mencapai 1300 sampai 1500 gr. Pertumbuhan otak yang begitu pesat, terutama pada 6 bulan pertama setelah kelahiran mencapai 600 gr, dan pada umur 1 taun menjadi 1000 gr, pada umur 6 tahun menjadi 1200 gr dan pada umur 10 th menjadi 1300 gr. Pada waktu bayi dilahirkan mempunyai lingkar kepala 34 cm, berkembang menjadi 46 cm pada umur 1 tahun,  52 cm pada umur 10 th, dan pada dewasa 54 cm.

Otak terdiri dari sel syaraf (neuron), dan sel penunjang (astrosit, oligodendrosit dan microglia). Nuron mempunyai  badan sel yang disebut soma di mana terdapat inti sel yang berisi 23 pasang chromosom (berisi gen)  dan banyak tonjolan-tonjolan yang pendek yang dinamai dendrite yang berfungsi menerima rangsang dan 1 tonjolan panjang (beberapa mm sampai 1 meter) yang diberi nama axon yang berfungsi untuk menghantarkan rangsang. Penghantaran rangsang dari axon ke dendrite atau badan sel harus melalui celah (sinaps) dengan cara melepaskan  neurotransmitter pada ujung akhir axon (presinaps) yang kemudian menempel pada  dendrite atau badan sel (post sinaps) lalu menimbulkan reaksi di post sinaps neuron berikutnya. Setiap axon dapat berhubungan dengan 1000 sampai 10.000 sel neuron yang lain. Sinaps ini akan terus bertambah setelah bayi  dilahirkan, sampai dewasa.

Sedang sel penunjung astrosit berfungsi memberi makan pada neuron dan membawa sisa metabolisme .

Pada waktu bayi dilahirkan, sudah tidak terjadi lagi pertambahan sel syaraf (neuron), tetapi sel penunjang astrosit dan oligodendrosit dan microglia serta ependym masih berkembang. Pertambahan berat otak terutama karena pertambahan myelin (selubung yang melapisi axon) yang dibuat oleh sel penunjang oligodendrosit.

Setelah bayi dilahirkan dia perlu mendapat perawatan baik dalam bentuk fisik maupun psikis agar anak bisa tumbuh menjadi manusia yang mempunyai otak yang normal dan fisik yang baik. Sekarang telah disepakati bahwa nature (gen) dan nurture (lingkungan) berperan sama pentingnya.

Kalau kita meneliti otak manusia, sebenarnya manusia merupakan suatu rantaian evolusi dari mahluk satu sel, melaui kurun waktu yang diperkirakan mencapai 3,5 billion tahun yang lalu.

Pengetahuan yang kita peroleh untuk mengetahui apa yang disebut: ingatan jangka pendek dan ingatan jangka panjang, emosi, kognisi, reflex , perkembangan dll, diperoleh melalui penelitian pada keong, lalat buah, tikus dan mahluk yang lain. Penelitian pada manusia hanya diperoleh penderita yang mengalami kelainan syaraf dan tingkah laku. Untuk melakukan percobaan pada manusia secara  langsung terbentur etik. Sebenarnya gen yang kita miliki juga dimiliki oleh  mahluk yang lain. Chimpanze memiliki 98,7 % gen yang sama seperti yang dimiliki manusia. Walaupun demikian kita sangat berbeda dari chimpanze , karena mausia mempunyai bahasa, berakal budi dan bersosial. Beberapa tahun yang lalu ditemukan “gen bahasa” yang mengkode protein yang disebut FOXP2. Pada manusia yang mengalami mutasi (kelainan) pada gen ini, dia tidak dapat berbicara dan berbahasa. Ternyata pada gorilla dan chimpaze serta tikus mempunyai gen ini tetapi mengalami beberapa perbedaan asam amino pada waktu gen ini berekspresi.

Anatomi Fungsi Otak

Otak manusia terdiri dari 2 bagian, yang disebut belahan otak(hemisphere), yaitu yang kiri dan kanan. Walaupun secara sepitas sama besar dan bentuknya, tetapi fungsinya sangat berbeda. Misalnya untuk fungsi bicara hanya diotak kiri dibagian yang disebut daerah Broca.

Tiap tiap belahan dibagai menjadi lobus, yaitu lobus frontal yang berfungsi untuk tingkah laku dan bicara, lobus temporan yang bergungsi untuk pendengaran, ingatan dan emosi, lobus parietal untuk persaan dan pengertian serta lobus ooccipital untuk  penglihatan. Selain bagian otak yang tampak dari luar ini, ada bagian otak yang terletak dibagian dalam yang berfungsi untuk emosi dan pengatur gerakan serta fungsi pengaturan tubuh yang lain yang sangat vital utnuk kehidupan kita.Dan dari setiap bagian otak dalam saling berhubungan dengan lobus ini dan  masing-masing lobus-lobus ini saling berhubungan melalui jaras jaras tertentu sehingga otak yang untuh  membuat  kita dapat berpikir menjadi manusia seutuhnya, kita mampu menjadi  gembira, sedih, bahagia, menghayal, jatuh cinta, berbahasa, bertukar pikiran, menciptakan ide, bermoral dll.

Sinaps dan Neurotransmitter

Neuron berhubungan dengan neuron yang lain melewati suatu celah selebar 5-10 nm .Sebuah neuron dapat menerima lebih dari 1000 sinaps. Bahan kimia (nurotransmiter) dikeluarkan oleh ujung axon terdiri  dari asam amino,atau amine atau protein, melewati celah tersebut lalu menempel pada badan sel atau dendrite nuron berikutnya lalu menimbulkan reaksi yang kemudian menghantarkan rangsang ke neuron yang lain. Dengan demikian rangsang dapat dihantarkan dari 1 neuron ke ribuan neuron yang lain.

Sejak beberapa tahun terakhir pengetahuan tentang neurotransmiter sudah banyak diterapkan untuk pengobatan beberapa penyakit, misalnya untuk pengobatan depresi, gangguan emosi, penyakit Parkinson dll.

Untuk proses mengingat baik jangkaa pendek maupun jangka panjang, tergantung pada fungsi neurotranspiter di sinaps ini.

Kelainan Sistem Syaraf

Bila terjadi aliran darah (tiap menit, 100 gr otak memerlukan 50 cc) ke otak  terganggu, misalanya karena tersumbat, maka daerah tersebut akan rusak dan fungsi bagian tersebut terganggu.

Begitu juga bila terjadi benturan karena kecelakaan bagian yang mengalami kerusakan akan terganggu.

Bila sesorang terkena tumor di otak, gejala yang timbul tergantung dari letak tumornya, misal di daerah pusat penglihatan (occipital), penderita mengeluh tidak dapat melihat.

Proses Penuaan

Secara alamiah semua yang hidup akan menjadi tua dan akhirnya mati. Proses ini juga terjadi di otak manusia, yaitu dengan penurunan fungsi pendengaran, ingatan dan fisik yang lain. Sebenarnya manusia tidak dapat memperpanjang umur karena telah ditentukan oleh gen yang dimilikinya dan oleh telomere yang ada pada tutup setiap chromosom, telah menentukan panjang umur manusia. Yang sering terjadi manusia yang secara sadar atau tidak sadar melukukan sesuatu yang dapat memperpendek umur mereka, misalnya dengan merokok, bertinju, melakukan kerja yang terlalu berlebihan, menggunakan alcohol, obat perangsang, makan yang berlebihan, hidup tidak teratur, tidak berolah raga yang teratur.

Yang lebih penting adalah “hidup sehat dan berumur panjang”, dan jangan” hidup panjang tapi tidak sehat.”

***

Enjoyed this article? Stay informed by joining our newsletter!

Comments

You must be logged in to post a comment.

Artikel Populer
Aug 10, 1996, 4:40 PM - admin
Jun 18, 2021, 4:40 PM - admin
Jul 15, 2021, 1:59 PM -
Jun 18, 2021, 4:40 PM - admin