Dasar-Dasar Biologi Perilaku Betapa menakjubkan bila mengingat bahwa tubuh memberi gula & asam amino kepada otak, dan hasilnya adalah puisi & tarian - ROBERT COLLINS - Dasar-Dasar Biologi Perilaku Sowanya Ardi Prahara, MA Fakultas Psikologi UMBY, 2015

Otak Merupakan dasar dari kesadaran, persepsi, ingatan, dan emosi.

Sistem Syaraf Sistem saraf merupakan salah satu sistem koordinasi yang bertugas menyampaikan rangsangan dari reseptor untuk dideteksi dan direspon oleh tubuh. Sistem saraf memungkinkan makhluk hidup tanggap dengan cepat terhadap perubahan-perubahan yang terjadi di lingkungan luar maupun dalam, disebut Iritabilitas. Iritabilitas memungkinkan makhluk hidup dapat menyesuaikan diri dan menanggapi perubahan-perubahan yang terjadi di lingkungannya. Ilmu yg mempelajari sistem syaraf disebut Neurosains (Neuroscience) dan org yg mempelajarinya disebut ilmuwan neurosains (Neurosaintst)

Cont... Untuk menanggapi rangsangan, ada tiga komponen yang harus dimiliki oleh sistem saraf, yaitu: Reseptor, adalah alat penerima rangsangan atau impuls. Pada tubuh kita yang bertindak sebagai reseptor adalah organ indera. Penghantar impuls, dilakukan oleh saraf itu sendiri. Saraf tersusun dari berkas serabut penghubung (akson). Pada serabut penghubung terdapat sel-sel khusus yang memanjang dan meluas. Sel saraf disebut neuron. Efektor, adalah bagian yang menanggapi rangsangan yang telah diantarkan oleh penghantar impuls. Efektor yang paling penting pada manusia adalah otot dan kelenjar

Karakteristik Sistem Syaraf Beberapa karakteristik yg luar biasa memungkinkan sistem syaraf mengarahkan perilaku kita, yaitu: Kompleksitas, koordinasi dari seluruh sel memungkinkan manusia bernyanyi, berdansa, menulis, berbicara dan berfikir. Misal: saat membaca, otak manusia melakukan seumlah besar tugas (bernafas, melihat, berfikir dan bergerak), 2. Integrasi, otak dapat menarik informasi secara bersamaan dalam satu waktu, seperti suara, pengelihatan, sentuhan, merasa, meraba, membaui, mendengar dan lingkungan  disatukan sebagai fungsi dalam kehidupan sehari2.

Cont... Adaptabilitas, otak dan sistem syaraf bersama-sama berfungsi sebagai agen dlm beradaptasi thdp lingkungan. Isitlah plastisitas melambangkan kemampuan khusus otak utk memodifikasi dan melakukan perubahan. Transmisi Elektrokimia, berfungsi sebagai sistem pengolahan informasi, diperkuat oleh berbagai impuls listrik dan perantara kimia. Manusia berkomunikasi dg kata-kata, maka neuron berkomunikasi dengan menggunakan berbagai kimia.

Berbagai Jalur dlm Sistem Syaraf Sebagaimana manusia berinteraksi dan beradaptasi dengan lingkungan, otak & sistem syaraf menerima dan memancarkan masukkan sensoris, mengintegrasikan informasi dr lingkungan dan mengarahkan aktivitas motorik tubuh. Informasi masuk ke otak melalui sensoris, terintegrasi dlm otak, dan kemudian keluar dr otak utk dihubungkan dg keluaran motorik. Sistem syaraf memiliki dua jalur khusus utk beradaptasi dg lingkungan, yaitu: Saraf Aferen (saraf sensoris), membawa informasi dr lingkungan (didapat dr indra) menuju otak. Saraf Eferen (saraf motorik), membawa informasi hasil olahan otak ke seluruh bagian tubuh, utk melakukan respon.

Pembagian Sistem Saraf Sistem Saraf Pusat Sistem Saraf Perifer Sumsum Tulang Belakang Sistem Saraf Somatik Sistem Saraf Otonom Sistem Saraf Simpatetis

Cont... Sistem saraf pusat: berfungsi menerima, memproses, menginterpretasikan, menyimpan informasi, & dikirimkannya ke berbagai otot, kelenjar, & organ tubuh; antarkan informasi dari & ke sistem saraf perifer melalui saraf sensorik & saraf motorik. Sistem saraf perifer terdiri dari: Sistem saraf somatis: berperan dalam sensasi & gerakan. Sistem saraf otonom: berperan dalam atur berbagai pembuluh darah, kelenjar, & organ-organ internal.

Neuron Terdapat dua jenis sel dlm sistem saraf yaitu sel saraf dan sel glial. Unit terkecil penyusun sistem saraf adalah sel saraf atau neuron. Neuron-neuron terletak di sel-sel glia, berfungsi memberi makanan, menyelubungi, melindungi, & memungkinkan neuron-neuron berfungsi secara tepat. Sel saraf adalah sebuah sel yang berfungsi untuk menghantarkan impuls (rangsangan). Setiap satu sel saraf (neuron) terdiri atas tiga bagian utama yang berupa badan sel saraf, dendrit, dan akson.

Bagan Nuron

Cont... Keterangan: Dendrit adalah serabut sel saraf pendek dan bercabang-cabang. Dendrit merupakan perluasan dari badan sel. Dendrit berfungsi untuk menerima dan mengantarkan rangsangan ke badan sel. Badan Sel adalah bagian yang paling besar dari sel saraf. Badan sel berfungsi untuk menerima rangsangan dari dendrit dan meneruskannya ke akson. Badan sel saraf mengandung inti sel dan sitoplasma. Nukleus adalah inti sel saraf yang berfungsi sebagai pengatur kegiatan sel saraf (neuron). Neurit (Akson) adalah tonjolan sitoplasma yang panjang (lebih panjang daripada dendrit), berfungsi untuk menjalarkan impuls saraf meninggalkan badan sel saraf ke neuron atau jaringan lainnya. Jumlah akson biasanya hanya satu pada setiap neuron.

Cont... Selubung Mielin adalah sebuah selaput yang banyak mengandung lemak yang berfungsi untuk melindungi akson dari kerusakan. Selubung mielin bersegmen-segmen. Lekukan di antara dua segmen disebut nodus ranvier. Sel Schwann adalah jaringan yang membantu menyediakan makanan untuk neurit (akson) dan membantu regenerasi neurit (akson). Sinapsis adalah pertemuan antara ujung neurit (akson) di sel saraf satu dan ujung dendrit di sel saraf lainnya. Pada setiap sinapsis terdapat celah sinapsis. Pada bagian ujung akson terdapat kantong yang disebut bulbus akson. Kantong tersebut berisi zat kimia yang disebut neurotransmiter. Neurotransmiter dapat berupa asetilkolin dan kolinesterase yang berfungsi dalam penyampaian impuls saraf pada sinapsis.

Cont... Berbagai Jenis Neuron Neuron memiliki ukuran & bentuk bervariasi, tergantung lokasi & fungsinya. Lebih dari 200 jenis neuron telah diidentifikasi pada mamalia.

News!!! Penelitian akhir-akhir ini meruntuhkan 2 asumsi lama: Bahwa neuron-neuron di sistem saraf pusat manusia tidak dapat dipengaruhi untuk melakukan regenerasi. Bahwa tidak ada neuron-neuron baru yang terbentuk setelah masa kanak-kanak awal. Di laboratorium ternyata neuron-neuron dapat dipengaruhi untuk melakukan regenerasi.

Penelitian !!! Dalam area belajar & mengingat, sel induk dapat lahirkan neuron-neuron baru; rangsangan fisik & mental dapat tingkatkan produksi & kelangsungan hidup neuron-neuron ini. Tikus-tikus kecil —yang memiliki berbagai mainan untuk dimainkan, terowongan untuk dijelajahi, roda untuk dibuat berputar, & tikus lain yang dapat dijadikan kawan dalam kandang— mengembangkan lebih banyak sel dibandingkan tikus kecil yang hidup sendiri dalam kandang standar.

Ilmuwan telah pelajari bahwa sel induk di otak & yang berhubungan dengan kegiatan belajar & ingatan terus membelah & jadi matang pada usia dewasa Lingkungan yang mendukung dapat tingkatkan proses neurogenesis

Komunikasi antara 2 neuron berlangsung di sinapsis Komunikasi antara 2 neuron berlangsung di sinapsis. Terdapat banyak sinapsis yang belum terbentuk ketika lahir. Terjalinnya Hubungan Pada otak bayi yang baru lahir terdapat banyak ruang kosong di antara neuron-neuron, namun neuron-neuron ini segera membentuk koneksi. Gambar perlihatkan peningkatan jumlah koneksi yang jelas sejak bayi lahir hingga usia 15 bulan.

Cont... Selama berkembang, kematangan fisik & pengalaman lingkungan dapat berperan dalam pertumbuhan akson-akson & dendrit- dendrit. Pengetahuan-pengetahuan baru akan membentuk koneksi- koneksi sinapsis baru di otak. Jadi, jaringan otak tidak bersifat tetap, melainkan selalu berubah sebagai respons terhadap berbagai informasi, tantangan, & perubahan lingkungan; (fenomena plastisitas otak).

Cont... Dalam penelitian, beberapa orang buta sejak lahir atau di usia muda, bagian otak yang biasanya berfungsi olah informasi visual berganti peran, olah informasi suara & sentuhan—contoh dramatis dari plastisitas otak. Orang-orang buta tunjukkan performa yang baik dalam tugas visual menggunakan indera pendengaran & sentuhan.

Cont... Jika sebuah gelombang tegangan listrik (potensi aksi) capai ujung akson penghantar, molekul-molekul neurotransmiter akan dilepaskan ke celah sinapsis. Jika molekul berikatan dg tempat-tempat reseptor di neuron penerima, neuron mungkin akan aktif/mungkin juga tidak. Pesan ke tujuan akhir tergantung seberapa sering neuron-neuron tertentu aktif, berapa banyak yang aktif, tipe apa yang aktif, taraf keaktifannya, & letak lokasinya.

Impuls Saraf Impuls dapat dikatakan sebagai “aliran listrik” yang merambat pada serabut saraf. Jika sebuah serabut saraf tidak menghantarkan impuls, dikatakan bahwa serabut saraf tersebut dalam keadaan istirahat. Pada saat sel saraf istirahat, bagian dalam serabut saraf bermuatan negatif, kira-kira -60 mV, sedangkan bagian luarnya bermuatan positif. Keadaan muatan listrik tersebut diberi nama potensial istirahat, sedangkan membran serabut saraf dalam keadaan polarisasi. Serabut saraf menghantarkan impuls, serabut saraf bermuatan positif, kira-kira + 60 mV, dan muatan luarnya akan menjadi negatif. Perubahan tiba-tiba pada potensial istirahat bersamaan dengan impuls disebut potensial kerja.

Bagan Impuls Saraf

Sinaps & Neurotransmiter Sinapsis adalah titik temu antara ujung neurit (akson) dari satu neuron dengan ujung dendrit dari neuron lainnya. Setiap ujung neurit membengkak membentuk bonggol yang disebut bonggol sinapsis (synaptic knob). Sebelum sebuah impuls dpt menyeberangi celah sinaptik, hrs diubah menjadi sinyal kimia.

Cont... Neurotransmiter adalah zat kimia yang membawa informasi menyeberangi celah sinaptik dari satu neuron menuju neuron lainnya. Saat mencapai tombol terminal, memicu pelepasan molekul-molekul neurotransmiter dari vesikel sinaptik. Molekul-molekul neurotransmiter membanjiri celah sinaptik. Pergerakan molekul acak, diantaranya bertemu di tempat reseptor di dalam neuron berikutnya. Jika bentuknya sesuai dengan bentuk molekul neurotransmiter maka neurotransmiter akan bertindak sebagai kunci, shg neuron dpt menerima sinyal dr neuron sebelumnya. Beberapa neurotransmitter adalah asetilkolin, norepinefrin, epinefrin, serotonin, enkefalin, endorphin, gamma aminobutyric acid (GABA) dsbnya. Klik

Efek-efeknya terhadap jaringan- jaringan saraf, membuat neurotransmiter mainkan peran kritis terhadap suasana hati, ingatan, kesejahteraan psikologis. Tingkat abnormalitas neurotransmiter berdampak pada berbagai gangguan: Depresi, Alzheimer, Parkinson.

Endorfin Endorfin: memodifikasi aksi neurotransmiter, kurangi rasa sakit, tingkatkan kenikmatan. Dapat meningkat dengan cepat ketika hewan/manusia berada dalam kondisi takut/stres. Endorfin berkaitan dengan kenikmatan ketika menjalin kontak sosial.

Cont... Hormon-hormon (dihasilkan kelenjar endokrin), mempengaruhi & dipengaruhi sistem saraf. Psikolog tertarik pada: Melatonin, berfungsi tingkatkan kualitas tidur & bantu atur ritme tubuh. Hormon adrenal: epinefrin & norepinefrin, berhubungan dg emosi & stres. Hormon seks, berperan dalam perubahan-perubahan tubuh remaja, siklus menstruasi (estrogen & progesteron), rangsang seksual (testosteron), & beberapa fungsi nonreproduktif—termasuk fungsi-fungsi mental.

Struktur Otak & Fungsinya Otak terdiri dari tiga bagian utama, yaitu otak depan, otak tengah dan otak belakang. Otak depan terdiri dari cerebrum, thalamus, dan hypothalamus. Otak tengah terdiri dari tectum dan tegmentum. Otak belakang terbuat dari otak kecil, pons dan medula

Otak Depan (Cerebrum) Cerebrum/ korteks adalah bagian terbesar dari otak manusia, yang berhubungan dengan fungsi otak yang lebih tinggi seperti pikiran dan tindakan. Korteks serebral dibagi menjadi empat bagian, yang disebut "lobus": lobus frontal, lobus parietal, lobus oksipital, dan lobus temporal. Berikut adalah representasi visual dari korteks:

Tulang Tengkorak Terkenal. Gb kiri terlihat tulang tengkorak Phineas Gage & cetakan kepalanya (bagaimana batang besi menembus tulang tengkoraknya, mengubah perilaku & kepribadiannya secara dramatis). Lokasi persis cedera otak tetap kontroversial selama hampir 1,5 abad, hingga Hanna & Antonio Damasio dkk (1994) gunakan pengukuran tulang tengkorak Gage & MRI otak normal untuk menggambar kemungkinan lintasan batang besi. Rekonstruksi Gb kanan perlihatkan kerusakan terjadi di area korteks prefrontal (pemrosesan emosi & pengambilan keputusan rasional).

Cont... Fungsi masing-masing dari lobus Lobus frontal-terkait dengan penalaran, perencanaan, bagian bicara, gerakan, emosi, dan pemecahan masalah Lobus parietal-terkait dengan gerakan, persepsi, pengenalan orientasi, dan rangsangan Lobus oksipital-terkait dengan pemrosesan visual Lobus temporal-terkait dengan persepsi dan pengenalan rangsangan pendengaran, memori, dan bicara.

Lobus Frontal Lobus frontal, khususnya di korteks prefrontal, terlibat dalam pembuatan penilaian sosial, pembuatan rencana & keputusan, pelaksanaannya.

Cont... Serebelum jaga keseimbangan & koordinasi otot; peran dalam fungsi mental yang lebih tinggi. Talamus berfungsi arahkan pesan-pesan sensorik dari pusat-pusat lebih tinggi yang sesuai. Hipotalamus terlibat dalam emosi & dorongan- dorongan untuk kelangsungan hidup; kontrol operasi sistem saraf otonom, & kirimkan zat kimia yang perintahkan kelenjar hipofisis kapan harus “bicara” pada kelenjar endokrin lainnya.

Cont... Sistem Limbik Struktur sistem limbik mainkan peran penting dalam ingatan & emosi, meliputi 2 struktur, amigdala & hipokampus Hipotalamus juga sering dilibatkan sebagai bagian dari sistem limbik.

Cont... Amigdala bertanggung jawab evaluasi informasi-informasi sensorik, secara tepat tentukan nilai emosionalnya, & buat keputusan awal untuk dekati /jauhkan diri dari seseorang atau situasi tertentu. Hipokampus: “pintu gerbang ingatan” , mainkan peran penting dalam membentuk ingatan jangka panjang tentang fakta & peristiwa. Banyak jaringan otak dikemas dalam serebrum, terbagi 2 hemisfer & diselubungi selaput sel tipis (bentuk kolektifnya: korteks serebral).

Cont... Pada batang otak, medula terlibat dalam pengendalian fungsi-fungsi otomatis: detak jantung & pernafasan; pons terlibat dalam aktivitas tidur, terjaga, bermimpi. Sistem pengaktifan retikulum saring informasi & bertanggung jawab atas kewaspadaan.

Jalur2 Visual Masing-masing hemisfer serebral terima info dari mata mengenai sisi berlawanan medan penglihatan. Jika tatap suatu sudut ruangan, segala yang terletak di kiri titik pandang akan ditampilkan di hemisfer kanan , pula sebaliknya. Karena setengah dari akson-akson masing-masing saraf optik menyeberang ke sisi berlawan otak Normalnya, masing-masing hemisfer saling membagikan infonya ke hemisfer lain Namun pasien pada split-brain, korpus kalosum yang rusak hambat komunikasi di antara ke2 hemisfer.

Cont... Bahasa diproses terutama oleh hemisfer kiri, fungsi khusus dalam tangani tugas-tugas bersifat logis, simbolik, & berangkai. Hemisfer kanan berhubungan dengan tugas spasial-visual, kenali wajah, kreasi & apresiasi terhadap seni /musik. Meskipun demikian, kedua hemisfer ini saling bekerja sama berikan kontribusi yang berharga.

Ungkapkan perbedaan-perbedaan otak antara laki-laki & perempuan; misalnya lateralisasi penyelesaian tugas-tugas bahasa (daripada pria, wanita cenderung libatkan ke2 hemisfer). Gender & Otak Ketika wanita & pria dengarkan cerita seram John Grisham yang dibacakan keras2, aktivitas di lobus temporal kiri meningkat. Pada wanita terlihat aktivitas di lobus temporal kanan (Phillips dkk, 2001). (orientasi Gb MRI, hemisfer kiri terlihat di kanan, demikian sebaliknya).

Cont... Kartun ini dapat membuat kebanyakan orang tertawa karena sebagian besar mencakup perbedaan antara pria & wanita, seperti “gemar berbelanja” & “gemar alat-alat olahraga”. Namun apa yang sebenarnya diperlihatkan oleh penelitian berkaitan dengan perbedaan jenis kelamin di otak—dan apa artinya perbedaan itu dalam kehidupan nyata?

Pemetaan Otak Pelajari otak dengan observasi pasien-pasien kerusakan otak: Melalui lesion method pada hewan. Melalui teknik -teknik seperti electroencephalogram (EEG), transcranial magnetic stimulation (TMS), positron emission tomography (pindai PET), dan magnetig resonance imaging (MRI).

Memindai Otak PET sebelah kiri, tanda panah & warna merah tunjukkan area dengan aktivitas tertinggi & warna violet tunjukkan area dengan aktivitas terendah (ketika lakukan aktivitas berbeda). Sebelah kanan, pindai MRI tunjukkan otak seorang anak—dan botol yang dihisap

- Terima Kasih -