NEUROSAINS SISWA
KONSEP NEUROSAINS DAN KECERDASAN INTELEKTUAL E. Hakikiat Neurosains
F. Koordinasi Sistem Saraf dalam Neurosains 11. Sistem Saraf
2) Sumsum Tulang Belakang (Spinal Cord/Medula Spinalis ) Sumsum tulang belakang merupakan lanjutan dari
medulla oblongata yang terletak di dalam rongga tulang belakang. Fungsi tulang belakang adalah sebagai penghubung impuls dari dan ke otak serta mengatur gerak refleks lutut.
Gerak refleks merupakan respons yang belangsung cepat dan tanpa disadari. Sumsum tulang belakang merupakan struktur memanjang dari medulla ke daerah pinggang melalui saluran saraf tulang punggung. Struktur sumsum tulang belakang berbentuk silinder. Sumsum tulang belakang adalah bagian yang berlokasi di tulang belakang. Sumsum tulang belakang terletak memanjang di dalam rongga tulang belakang. Mulai dari ruas-ruas tulang leher sampai ruas-ruas tulang pinggang yang kedua.
Sumsum tulang belakang terbagi menjadi dua lapis yaitu lapisan luar berwarna putih atau white area dan lapisan dalam berwarna kelabu atau grey area. Substansi abu-abu mengandung badan sel motorik (eferen) dan neuron konektor.
Substansi putih mengandung akson yang tersusun secara longitudinal menuju otak dan dari otak. Substansi abu-abu membentuk daerah berbentuk H. Pada bagian tengah terdapat sebuah kanal pusat berukuran kecil yang terletak di sepanjang tulang belakang. Kanal ini berisi cairan serebrospinal. Tiga selaput meningenes yang ada di otak dilanjutkan dengan sumsum tulang belakang.
Ada 31 pasang saraf spinalis (saraf campuran diantara tulang belakang) yang meninggalkan sumsum tulang belakang.
Setiap saraf spinalis memiliki dua hubungan yang terpisah dengan sumsum tulang belakang, yaitu pusat dorsal yang merupakan pusat motorik. Sumsum tulang belakang bertindak
35
sebagai penghubung antara otak dan saraf spinalis serta turut berpartisipasi dalam gerak sadar.
b. Sistem Saraf Tepi (Peripheral Nerve System)
Sistem saraf tepi terletak di luar tengkorak dan tulang belakang. Sistem saraf tepi terdapat di seluruh bagian tubuh kecuali otak dan sumsum tulang belakang. Sistem saraf tepi tersusun atas penerima dan penyalur pesan sensoris dari organ sensoris ke otak dan tulang belakang, dan penyalur pesan baik dari tulang belakang ke otot maupun kelenjar.29 Sistem saraf tepi juga terdiri atas dua bagian yaitu sistem saraf somatik dan sistem saraf otonom. Sistem saraf somatik adalah bagian yang berinteraksi dengan lingkungan eksternal, terdiri atas afferent nerves yang membawa sinyal-sinyal sensorik dari kulit, otot-otot skeletal/otot-otot rangka, sendi, mata, telinga, dan lain-lain menuju ke saraf pusat. Selanjutnya efferent nerves yang membawa sinyal-sinyal motorik dari sistem saraf pusat ke otot-otot skeletal.
Sistem saraf somatik terdiri dari 12 pasang saraf kranial dan 31 saraf spinal. 12 pasang saraf kranial pasang saraf kranial muncul dari berbagai bagian batang otak. Beberapa dari saraf tersebut hanya tesusun dari serabut sensorik, tapi sebagian besar tersusun dari serabut sensorik dan motorik. Mereka diberi nomor secara berurutan mulai dari yang terdepan ke belakang. Saraf-saraf kranial termasuk saraf-saraf yang murni sensorik seperti saraf-saraf penciuman (I) dan saraf-saraf optik (II), tetapi kebanyakan berisi serabut-serabut sensorik maupun motorik. Saraf kranial terpanjang adalah saraf vagus (X), yang berisi serabut-serabut motorik dan sensorik yang menuju ke usus dan keluar dari usus.
29 W.F. Ganong, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, Jakarta:EGC, 1998, hal 47-49.
Gambar 2.6 31 Pasang Saraf Spinal
Sumber : Benjamin Cummings, an Important of Addisson Wesley, Longman Inc.
Ada 31 pasang saraf spinal berawal dari korda melalui radiks dorsal (posterior) dan ventral (anterior). Saraf spinal adalah saraf gabungan motorik dan sensorik, membawa informasi ke roda melalui neuron aferen dan meninggalkan melalui eferen. Sistem saraf otonom adalah bagian sistem saraf tepi yang mengatur lingkungan internal tubuh. Sistem saraf otonom juga terdiri atas afferent nerves yang membawa sinyal-sinyal sensorik dari organ-organ dalam menuju sistem saraf pusat dan efferent nerves yang membawa sinyal-sinyal motorik dari sistem saraf pusat ke organ-organ dalam.30
30John P.J. Pinel, Biopsikologi Edisi Ketujuh, diterjemahkan oleh Helly Prajitno Soetjipto dan Sri Mulyantini Soetjipto, dari judul ―Biopsychology Seventh Edition”, Yogyakarta: Pustaka Pelajar, 2012, hal 66.
37
Gambar 2.7 12 pasang saraf kranial
Sumber :https://budisma.net
Sistem saraf otonom mengatur jaringan dan organ tubuh yang tidak disadari. Jaringan dan organ tubuh yang diatur oleh sistem saraf otonom adalah pembuluh darah dan jantung. Sistem ini terdiri dari dua macam sistem yaitu sistem saraf simpatik dan parasimpatik. Saraf simpatik adalah saraf motorik otonom yang project (ke luar) dari sistem saraf pusat di daerah lumbar (bagian belakang tubuh yang paling sempit, daerah pinggang) dan thoracic (daerah dada) di sumsum tulang belakang. Saraf parasimpatik adalah saraf-saraf motorik otonom yang memproyeksi dari otak dan bagian sacral (punggung bagian bawah) sum-sum tulang belakang. Fungsi kedua sistem saraf ini adalah saling berbalikan seperti pada gambar berikut:
Gambar 2.8 Saraf Otonom (Parasimpatik-simpatik)
Sumber : Nelson, 2015
Seluruh saraf simpatik dan parasimpatik adalah jalur neutral dua tahap. Neuron simpatik dan parasimpatik memproyeksi (menonjol) dari sistem saraf pusat dan hanya menempuh sebagian jalan ke organ target sebelum mereka bersinapsis di neuron-neuron lain (neuron-neuron tingkat kedua) yang membawa sinyal-sinyal dari bagian jalan lainnya. Akan tetapi, sistem saraf simpatik dan parasimpatik berbeda dalam arti bahwa neuron-neuron simpatik yang memproyeksi dari sistem saraf pusat bersinapsis di neuron-neuron tingkat kedua pada jarak yang cukup substansial dari organ-organ targetnya, sementara neuron parasimpatik yang keluar dari sistem saraf pusat bersinapsis di dekat organ targetnya di neuron-neuron tingkat kedua yang pendek
12. Neuron
Sistem saraf dibangun oleh jaringan saraf, jaringan saraf terdiri dari sel-sel glia dan neuron. Unit terkecil dari sistem saraf adalah neuron. Neuron merupakan sel saraf yang dapat menghantarkan rangsangan berperan dalam meyalurkan informasi yaitu komunikasi antarsel. Ditemukan di otak dan jaringan saraf serta saling berhubungan satu dengan lain. Neuron yang satu berhubungan dengan neuron atau sel lainnya melalui celah sinaps.31 Sinaps merupakan daerah tertentu dari neuron dalam menerima atau menyalurkan informasi berupa sinyal dari atau ke neuro/sel berikutnya (daerah antara parasinaps dan sinaps yang menyalurkan impuls). Setiap neuron terdiri atas tiga bagian utama yaitu badan sel, dendrit, dan akson. Sebagian besar badan sel terletak di otak atau sumsum tulang belakang. Tiap badan sel berisi inti yang jelas dan nukleolus yang dikelilingi oleh sitoplasma granular. Berikut gambar struktur neuron:
31 Endah Wulandari dan Laifa Annisa Hendarmin, Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran, Jakarta: Lembaga Penelitian UIN SYAHID, 2010, hal 113.
39
Gambar 2.9 struktur neuron
Sumber: https://www.gurupendidikan.co.id
Akson adalah suatu untaian panjang yang membawa informasi dari badan sel, terkadang melalui jarak yang sangat panjang. Akson merupakan penyalur impuls listrik yang disebut potensial aksi dan bergerak menjauhi badan sel ke terminal neuron/ujung akson/presinaps, terdapat vesikel atau endosome yang menyimpan neurotransmitter. Akson tertutup oleh selabung berlapis-lapis putih yang disebut selubung mielin yang tersusun dari lemak memberi isolasi listrik diantara sel dan membuat impuls berjalan lebih cepat.
Nodus Raniver adalah segmen pada akson yang tidak diselubungi meilin. Selubung meilin berfungsi meningkatkan kecepatan konduksi impuls saraf dan juga isolasi akson untuk mencegah pencamuran impuls pada serat yang berdekatan. Ujung sinapsis berhubungan dengan sel saraf lainnya seperti pada otak atau kelenjar. Dendrit dan badan sel memiliki fungsi penerima pesan dan mengontrol metabolisme sel saraf dilanjutkan oleh bagian akson dan berakhir pada ujung yang membentuk tonjolan kecil yang disebut dengan terminal sinaptik.32
Sedangkan sel-sel glia berfungsi mendukung neuron dalam mengantarkan impuls saraf. Arti kata glia sebenarnya sama dengan bahasa Inggris glue yang artinya lem. Memang pada awalnya sel glia hanya berfungsi sebagai sel penunjang yang membuat jaringan saraf jadi kompak dan juga menyatu, namun sekarang terbukti bahwa glia juga mempunyai peran penting dalam fungsi sel saraf pada umumnya, misalnya menyerap kelebihan ion K+ yang pada saat terjadi keaktifan jaringan kadar saraf kadar ion K+ di cairan antar sel meningkat.33 Sel
32 Atkinson RL dkk, Pengantar Psikologi Jilid 1, Jakarta:Erlangga, 1999, hal 65.
33 V Sutarmo Setiadji, Otak dan Beberapa Fungsinya: Belajar-Berbahasa, Berpikir dan Mengingat, Jakarta: FKUI, 2012, hal 11.
glia merupakan sel yang melindungi neuron atau bisa disebut sel pelapis neuron. Sel glia memiliki ukuran yang lebih kecil dari neuron, akan tetapi jumlahnya lebih banyak dari neuron. Sel glia dapat ditemukan di parenkim otak dan sumsum tulang belakang. Sel glia menjalankan banyak fungsi dalam sistem saraf, beberapa diantaranya berfungsi mendukung kerja neuron, memberikan gizi pada neuron, membersihkan zat-zat kimia yang mengganggu kerja neuron dengan cara fagositosis, melindungi otak dari bahan beracun, membersihkan sel-sel otak yang mati, menjalankan peran penting dalam perkembangan otak janin.34
Setiap serabut saraf mengadakan hubungan dengan serabut saraf lain yang disebut dengan sinapsis. Pada sinapsis ini terjadi komunikasi antara serabut saraf melalui zat-zat kimiawi yang kompleks pembuatannya yaitu melalui reaksi kimiawi yang rumit dan berantai dibantu oleh enzim-enzim yang mendukung penyusunan dan mendorong penghancuran zat kimiawi tersebut. Zat kimiawi tersebut disbut dengan neurotransmitter. Aktivitas neurotransmitter ini dikendalikan oleh ekspresi gen pengatur sekresi. Kelebihan atau kekurangan neurotransimter tertentu bisa mengakibatkan efek yang bermacam-macam. Misalnya sangat peka, mudah marah, depresi, mengamuk, halusinasi, gangguan konsentrasi, gangguan tidur, mudah lupa, dan ketidaktepatan pengambilan keputusan penting. Hal ini sungguh penting karena dalam keadaan ini neurotransmitter belum stabil maka nasihat-nasihat yang diberikan akan sulit dipahami.35
Berdasarkan fungsinya neuron dibedakan menjadi tiga jenis yaitu:
a. Neuron sensorik (aferen) neuron sensorik mengirimkan impuls melalui serat aferen dari reseptor otak dan sumsum tulang belakang.
b. Neuron motorik (eferen) neuron motorik membawa pesan atau perintah dari otak dan sumsum tulang belakang melalui serat eferen ke berbagai organ.
c. Neuron konektor neuron ini menghubungkan sensorik dengan neutron motorik yang terletak di otak dan sumsum tulang belakang.
Untuk menanggapi rangsangan, ada tiga komponen yang harus dimiliki oleh saraf yaitu:
34 Carole Wade dan Carol Tavris, Psikologi, Edisi Kesembilan, diterjemahkan oleh Benedictine Widyasinta M dan Darma Juwono, dari Judul ―Psichology 9th Edition”, Jakarta:
Erlangga, 2007, hal 115.
35 Arman Yurisaldi, Mengungkap Misteri Otak Tengah, Jakarta:PT. Buku Kita, 2010, hal 13-14.
41
1) Reseptor adalah alat penerima rangsangan atau impuls. Pada tubuh kita yang bertindak sebagai reseptor adalah organ indra.