(Central Nervous System) Dr. Yuni Kilawati, S.Pi.,M.Si Sistem syaraf (Central Nervous System) Dr. Yuni Kilawati, S.Pi.,M.Si

Sistem saraf pada vertebrata mempunyai tiga macam peranan vital, yaitu: 1.Orientasi terhadap lingkungan luar, menerima stimulus dari luar & meresponnya 2.mengatur kesesuaian sistem dalam tubuh dg bantuan kerja kelenjar endokrin; 3.tempat ingatan dan kecerdasan (khusus vertebrata tingkat tinggi).

Peranan ini semua disempurnakan oleh saraf, medulla spinalis, dan otak, dibantu oleh organ indra sebagai reseptor, dan otot serta kelenjar sebagai efektor. Sistem saraf dibagi menjadi system saraf pusat dan system saraf periferi. Sistem saraf pusat terdiri otak dan medula spinalis. Sistem saraf periferi terdiri dari saraf cranial dan spinal beserta cabang-cabangnya. Sistem saraf otonom merupakan bagian dari sistem perifera, mempengaruhi otot polos dan kelenjar.

OTAK Otak terdapat pada susunan saraf pusat Banyak variasi pada morfologi otak ukuran bervariasi –berkisar antara 0.1% dr bobot (coelacanth) smp > 1% (Mormyridae) Otak ikan dapat dibagi menjadi lima bagian : telencephalon, diencephalon, mesencephalon, metencephalon dan myelencephalon.

Brain Development • Pada embrio terbagi atas 3 bagian: – Bag depan = prosencephalon – Bag tengah = mesencephalon – Bag belakang = rhombencephalon Dewasa : Prosencephalon telencephalon diencephalon Mesencephalon -- mesencephalon Rhombencephalon metencephalon myelencephalon

Brain Structure 1.Telencephalon = Cerebrum Otak bagian depan yang dibentuk oleh serebral hemisfer dan rhinecephalon sebagai pusat hal-hal yang berhubungan dengan pembauan. Saraf utama yang keluar dari daerah ini adalah saraf olfactory (saraf cranial I). Pada ikan yang mengutamakan pembauan untuk mencari mangsanya, otak bagian depan menjadi lebih berkembang.

Ikan tilapia tertentu  memberikan perhatian dan perlindungan terhadap anaknya  telencephalonnya dirusak : bersifat tidak acuh terhadap anaknya. Ikan Betta splendens akan kehilangan tingkah laku seksnya akibat pengrusakan telencephalon. goldfish (Carrasius auratus) yg dirusak bag Telencephalon kehilangan spontanitas utk mengenal lingkungan fungsi: -Terutama mengatur indra penciuman/olfaction (Pd ikan yg mengutamakan indra penciuman utk makan, bag olfactory lobes membesar) -Tingkah laku

2.Diencephalon Terletak pada bagian belakang telencephalon. Bagian ventral dari dienchephalon adalah hypothalamus, bagian dorsalnya epithalamus dan bagian lateralnya dinamakan thalamus. Epithalamus adalah bagian yang nampak pada dorsal dari otak. Struktur yang paling nyata ialah dua tonjolan dorsal yang tunggal, yaitu epifise (organ pineal) di sebelah belakang dan parafise (organ parapineal) disebelah depannya. Keduanya tumbuh sebagai evaginasi dari diencephalons embrio.

- berkaitan dengan organ. Pineal; (koneksi dg hypothalamus, ) - tdpt optic nerves menuju mesencephalon fungsi : - Berperan dlm transfer pesan utk kel endokrin - utk penerimaan stimuli cahaya

Klasifikasi ikan bdasar organ pineal: Phototaksis + : memiliki tl tengkorak atas yg tdk bpigment/transparant Phototaksis - : memiliki tl tengkorak atas yg bpigment/opaque Phototaksis yg bervariasi tgt cahaya, tp punya chromatophore yg mampu mkontrol jml cahaya yg masuk

3.Mesencephalon Otak bagian tengah pada semua vertebrata memiliki atap berupa sepasang lobus opticus yang bertindak sebagai pusat refleks penglihatan, menerima serabut aferent dari retina. Mesencephalon pada ikan relatif besar dan berfungsi sebagai pusat penglihatan. Lobus opticus terdiri dari tectum opticum di bagian atas tegmentum di bagian bawah. Tectum opticum merupakan organ koordinator yang melayani rangsang penglihatan.

Bayangan yang terjadi pada retina mata akan dipetakan pada tectum opticum. tegmentum merupakan pusat sel-sel motoris. Pada mesencephalon terdapat bagian menonjol : Cerebellum, memiliki fungsi utama yaitu mengatur kesetimbangan tubuh dalam air, mengatur tegangan otot dan daya orientasi thd ruang. Pada ikan bertulang sejati cerebellum terbagi atas dua bagian besar, yaitu valvula cerebelli dan corpus cerebelli yang besarnya tergantung spesiesnya. Beberapa jenis ikan yang memiliki cerebellum relatif besar, utamanya ikan yang menghasilkan listrik (mormyridae) dan ikan perenang cepat (mackerel dan tuna).

Optic lobes paling dominan di bag dorsal & Tegmentum di bag ventral ukuran optic lobes dpengaruhi oleh seberapa visual ikan tsb Tdd dr syaraf optic yg berhubungan dg retina Fungsi : - utk ketepatan berenang thd objek bgerak. Co: menangkap mangsa - utk koordinasi mata-badan - learning - Penerimaan impuls listrik. Co: belut listrik

4. Metencephalon = Cerebellum pd bbrp spc mrp bag paling besar (elasmobranchii) Cerebellum mengatur sistem koordinasi otot Fungsi : - orientasi berenang Maintenance musculator Keseimbangan tubuh (hub. lateral line)

5. Myelencephalon = Medulla Oblongata Bagian otak paling belakang (posterior), dengan medula oblongata sebagai komponen utamanyapusat untuk menyalurkan rangsangan keluar melalui saraf cranial. Saraf cranial III-X keluar dari medulla oblongata. Pada ikan clupea pallasi, mugil cephalus dan Trachiurus, medulla oblongata membesar  tdp organ :cristae cerebelli  diduga ada hubungannya dengan kecendrungan ikan untuk berkelompok. pusat syaraf sensorik (cranial nerves I-X kec pciuman I & mata II) Fungsi: - mengatur tk laku. Co: schooling behaviour pd herring - gustatory & tactile impuls (taste & touch). co.: barbel Carp (Cyprinus carpio) - respiratory & osmoregulatory function - Swimming equilibrium

SARAF CRANIAL Sebagian besar saraf cranial (SC) berhubungan dengan bagian-bagian kepala, selain dari itu ditemukan juga yang berhungan dengan bagian-bagian tubuh lainnya. Dari otak sendiri terdapat sebelas saraf cranial yang menyebar ke organ-organ sensory tertentu dan otot-otot tertentu. Saraf terminal (SC 0) adalah suatu saraf kecil yang bergabung dengan saraf

cranial I berhubungan dg otak depan & serabut saraf terbesar yg mengelilingi ’’olfactory bulb” Saraf olfactory (SC I) menghubungkan organ olfactory dg pusat olfactory otak depan, fungsinya membawa impuls bau- bauan. Saraf optic (SC II) menghubungkan retina mata dg tectum opticum dan berfungsi membawa 4 impuls penglihatan.

Saraf oculometer (SC III) berfungsi sebagai saraf motor somatic yg mengatr otot mata superior rectus, inferior oblique, inferior rectus dan internal rectusberhub dg otak mesenchepalon & mrp saraf motor somatik. Saraf trochlear (SC IV) menginervasi otot mata superior obliqueberhubungan dengan mesencephalon.

Topografi secara umum otak ikan KET. I. olfactory nerve; II. optic nerve; III. oculamotor nerve; trochlear nerve; V. Trigeminal nerve; VI. Abducens nerve; VII. Facial nerve; 1-6. octavus nerve (VIIIa anterior ramus; VIIIp. Posterior ramus); ALLN. Anterior lateral line nerve; PLLN. Posterior lateral line nerve; IX. Glossopharyngeal nerve;X vagal nerve; C. Cerebellum; D. Diencephalon; R. Rhombocephalon;T. Telencephalon; TE. Tectum mesencephali.

Spinal cord Bwarna abu2 yi. sel syaraf yg dikelilingi serat2 syaraf bwarna putih Serat2 syaraf terkumpul & dselubungi myelin, bdsarkan fungsinya OTAK IKAN HIU

OTAK IKAN BONY FISH

Syaraf otak dan fungsinya Syaraf No Nama Fungsi I OLFACTORY Transfer impuls bau/penciuman II OPTIC Transfer impuls visual III OCCULOMOTOR M’atur 4 dr 6 otot bergaris mata dan otot dlm mata IV TROCHLEAR M’atur 1 dr 6 otot bergaris pd mata V TRIGEMINAL M’atur otot pd wajah, rahang, serta sensitivitas thd suhu dan sentuhan pd bag kepala VI ABDUCENS M’atur 6 otot bergaris pada mata/penggerak bola mata VII FACIAL and Mixed: M’atur sistem sensorik dan motorik. Pada LL, perubahan gravitasi, rasa/taste, dan sentuhan pd mulut & kepala VIII ACOUSTIC XI GLOSSOPHYARYNGEAL Mixed: taste & LL, m’atur otot insang (gill slit) X VAGUS Mixed: motorik pd insang, taste & LL, sensory dr & menuju organ dalam, gerak refleks

SPINAL CORD DAN SARAF SPINAL Saraf cranial mrp ljt medulla oblongata & samp ke bagian depan ekor. Batas antara medulla oblongata dg spinal cord tidak jelas. Spinal cord mrp suatu tabung, tp alur pusatnya (central canal) berdiameter kecil dibandingkan dg dindingnya. Sekeliling alur pusat mbt pola yg menyerupai sepasang sayap kupu-kupu pd potongan melintangnya Bagian ini mrp bahan kelabu (gray matter) tdd sel-sel saraf & dikelilingi o/ serabut saraf (white matter)dibungkus & dkumpulkan dlm 1 ikatan sesuai dg fungsinya.

Bahan kelabu dpt dibedakan menjadi dua bagian: 1. sepasang tanduk dorsal (anterior horn) 2.sepasang tanduk vetral (posterior horn). Tanduk dorsal menerima serabut sensori visceral dan somatic, dan tanduk ventral berisikan inti saraf motor.

Potongan melintang spinal cord ikan cucut (Laglar et al., 1977)

SISTEM INDERA Sistem indera memerlukan bantuan sist saraf yg menghub bdn indera dg sist saraf pusat. Organ indera: sel-sel ttt yg dpt menerima stimulus dari lingk maupun dari dlm badan sendiri untuk diteruskan sbg impuls saraf mll serabut saraf ke pusat susunan saraf.

Berdasarkan sbr stimulus, organ indera : 1) Eksoreseptor : reseptor raba & penlihatan, menerima impuls dari medium sekitarnya 2) Propioseptor : menerima stimulus dari otot, sendi, urat, & kanalis semikularismemberitahu organisme sp seberapa otot harus ditekuk utk mendapatkan posisi yg tepat dalam ruangan. 3) Enteroseptor : menermia stimulus o/ faktor dlm lingk dlm tubuhmempengaruhi kerjanya otot polos & kelenjar.

Eksteroseptor & proprioseptor : somatis, dan enteroseptor adalah organ indera visceral. Berdasarkan macam rangsangan yg mempengaruhinya, organ indera dapat diklasifikasikan : 1) Fotoreseptor : peka terhadap cahaya 2) Statoreseptor : peka terhadap perubahan posisi tubuh dani ruang 3) Khemoreseptor : peka terhadap rangsangan bahan kimia di dalam lingkugannya 4) Fonoreseptor : peka terhadap rangsangan getaran suara dr medium yg mempunyai frequensi relatif tinggi 5) Mekanoreseptor: peka terhadap rangsangan mekhanik, seperti rabaan, tekanan atau gesekan 6) thermoreseptor: peka terhadap rangsangan panas atau dingin.

Fish eye Eye Structure • Struktur mata ikan sgt mirip dg vertebrates lain – Cornea – Sclera – Lens – Conjunctiva – Iris – Choroid layer – Retina

Visual sel pada mata ikan: Rod : berbentuk batang sensitif pd chy intensitas rendah dominan pada ikan laut dalam atau nocturnal Cone : berbentuk kerucut; kadang panjang atau pendek Utk colour perception dan sensitif pd chy intensitas tinggi dominan pada ikan laut dangkal atau diurnal

Maximum penyerapan cahaya – < 360nm (UV) – > 625 nm (infra red) Problems Associated with Aquatic Vision • intensitas chy sedikit yg masuk ke air • turbiditas air tinggi • bbrp spc mengandalkan penglihatan di luar air utk mencari mangsa

Protection for Eyes • Eyelids berkembang baik pd bbrp elasmobranchs • Cornea bisanya tdd dr 4 lapisan – Multicellular epithelium – Collagenous stroma – Descemet’s membrane – Endothelium

Penciuman Olfaction • merespons bau • fungsi: – Deteksi makanan – Orientasi – mengenali pheromones as reproductive cues – mhindari predator Organs for Olfaction • berupa kantong di bag depan kepala –teleosts : di depan mata – elasmobranchs : di depan mulut • sel resepor berupa sel epithelium • Nares/naris

Detection of Food • bbrp bhn kimia yg dikenali – darah – Fish oils – Other specializes cues : eg.hormones Orientation by Olfaction • Smell home • Some smells are imprinted/diingat – Soils/tanah – Vegetation type /tanaman – hormon yg dikeluarkan bersama feces. Co: feromon

Pendengaran Hearing in Fish • Lateralis system – Auditory – Mechanosensory – Electrosensory • Organs – Inner ear – Lateral line system Mechanics of inner ear • Hair cells • Otoliths • Sacculus & Lagena berfungsi utk organ suara • Utricus & canals berfungsi utk equilibrium /keseimbangan Hearing in Fish • energi suara mrp tekanan gelombang – air lebih padat drpd udara – penyebaran suara dg frekuensi yg rendah lbh mudah tjd di air • adanya koneksi antara gelembung renang & telinga membuat lebih sensitif

Fish Equilibrium Fish Equilibrium/keseimbangan • gerakan di rasakan dg menggerakkan otoliths melalui hair cells Lateral Line System • mendeteksi gerakan di air • dapat mendeteksi apapun di sekitarnya Lateral Line System • tdd dr sel2 Neuromasts di canal dan kulit – mengandung hair cells – merespons perubahan mekanik

Electrosensory System Electrosensory System • bbrp ikan mproduksi listrik arus lemah • Electric currents dpt dideteksi dg organ khusus • namun bbrp ikan yg tdk mproduksi listrik ttp dpt merasakan enrgi listrik Detection of Electric Current • Ampullae of Lorenzini – terletak pd kulit – dpt mnjd tdk sensitif bila distimulasi trs menerus fungsi Electric Currents • deteksi lokasi obyek • komunikasi • navigasi Untuk mendeteksi electric currents ikan mengatur tubuhnya lurus & akan berenang naik turun

TERIMAKASIH