Laporan Diskusi Kelompok - Neurosains Pemicu 2

BAB I 

PENDAHULUAN

                                                                      

1.1  Pemicu

Irin, 18tahun, mahasiswi  tingkat pertama fakultas kedokteran negeri di pontianak. Ia merasa suntuk dengan perkuliahamnya saat ini, yang menuntut konsentrasi tinggi dan daya ingat yang baik. ia ingin merefresh pikirannya dengan pergi ke bioskop. Ia menonton film terbaru, transcendense. Salah satu hal yang dibahas dalam film itu adalah tentang kecerdasan buatan, peran neurotransmitter dalam pengaturan emosi/mood, serta percepatan regenerasi neuron. Di film itu juga ditunjukkan bahwa, otak mempunyai kemampuan untuk pengaturan gerak dan emosi. Saat ini, irin sedang mengikuti modul neurosains. Akhirnya timbul pertanyaan di dalam diri irin, apakah fungsi otak hanya untuk belajar? Bagian mana dari otak yang mempunyai kemampuan utk penyimpanan memori? Siapa pengatur emosi/mood? Neuron mampu regenerasi, benar atau salah? Pusat pengaturan gerak diotak terletak dimana? Potensi stem cell? Aplikasi sel punca dalam pengobatan?

Ia akhirnya mencoba mencari literatur dan memutuskan untuk mengajukan pertanyaan tersebut saat kuliah fisiologi berikutnya.

1.2  Klarifikasi dan Definisi

1.      Neurotransmiter  adalah zat yang dilepas dari ujung akson neuron prasimpatik

2.      Stem cells adalah sel prekursor yang relatif belum berdiferensiasi yang menghasilkan sel-sel khusus yang sangat berdeferensiasi.

3.      Neuron adalah unit fungsional sistem saraf yang terdiri dari badan sel dan perpanjangan sitoplasma.

4.      Regenerasi neuron adalah kemampuan dari neuron untuk memperbaiki dirinya sendiri termasuk pembentukan kembali koneksi yang fungsional.

5.      Memori adalah penyimpanan dari pengetahuan yang telah didapat untuk di panggil, ada 2 jenis memori yaitu memori jangka panjang dan memori jangka pendek.

1.3  Kata Kunci

-    Fungsi otak                        -  Stem cells                                   -  Regenerasi neuron

-    Memori                              -  Neurotransmiter                         -  Kecerdasan buatan

-    Emosi                                 -  Pusat pengatur gerak

1.4  Rumusan Masalah

Bagaimana fisiologi dari system saraf?

1.5   Analisis Masalah

 

1.6   Hipotesis

Sistem saraf pusat berfungsi sebagai pengelola dan penyimpan informasi yang diterima dari system saraf tepi yang memiliki fungsi sebagai penerima dan efektor dari segala bentuk respon yang diterima tubuh.

1.7   Pertanyaan diskusi

1.      Bagaimana fungsi dari bagian-bagian otak:

a.       Serebrum

b.      Densefalon

c.       Batang otak

d.      Serebelum

2.      Jelaskan fungsi dan bagian dari sistem saraf aferen

3.      Jelaskan fungsi dan bagian dari sistem saraf eferen

4.      Bagaimana proses pengolahan atau mekanisme penerimaan dan responnya

5.      Bagaimana alur kerja saraf hingga terbentuknya respon gerak dan otot

6.      Bagian mana dari otak dan bagaimana proses pengaturan emosi

7.      Bagaiman peran sistem limbik terhadap emosi

8.      Bagaimana klasifikasi memori

9.      Bagaimana proses penyimpanan memori jangka panjang dan jangka pendek

10.  Bagaimana peran neurotransmiter dalam komunikasi antar sel

11.  Jenis-jenis dari neurotransmiter

12.  Bagaimana transduksi sinyal dari neurotransmiter

13.  Bagaiman proses regenerasi neron

14.  Jelaskan tentang stem cell

a.       Pengertian

b.      Sifat

c.       aplikasi dalam pengobatan

d.      potensi stem cell dalam sistem saraf

15.   Bagaiman etika kedokteran dalam stem cell dan kecerdasaan buatan

BAB II

PEMBAHASAN

2.1     Fungsi dari bagian-bagian otak

          2.1.1  Serebrum

Cerebrum adalah bagian terbesar dari otak, terdiri dari korteks serebral luar, daerah internal dari substansia alba dan inti materi substansia grisea jauh di dalamnya. Korteks serebral berisi gyrus, celah, dan sulcus. Hemisfer serebral/belahan otak dapat dibagi menjadi empat lobus: frontal, parietal, temporal, dan oksipital.

Lobus oksipitalis, yang terletak di posterior (di kepala belakang), melaksanakan pemrosesan awal masukan penglihatan. Sensasi suara pada awalnya dipersepsikan oleh lobus temporalis, yang terletak di lateral (di kepala samping). Lobus parietalis dan frontalis, yang terletak di kepala bagian atas, dipisahkan oleh lipatan dalam, sulkus sentralis, yang berjalan kira-kira ke bagian tengah permukaan lateral masing-masing hemisfer. Lobus parietalis terletak di belakang sulkus sentralis di masing-masing sisi, dan lobus frontalis terletak di depannya. Lobus parietalis terutama berperan menerima dan memproses masukan sensorik. Lobus frontalis berperan dalam tiga fungsi utama: (1) aktivitas motorik volunter, (2) kemampuan berbicara, dan (l) elaborasi pikiran.

Selain itu, terdapat daerah fungsional yang ada di dalam korteks serebral otak dengan fungsinya masing-masing. Daerah sensorik korteks serebral memungkinkan persepsi informasi sensorik . Daerah kontrol motorik mengatur pergerakan secara sadar (volunteer). Sedangkan daerah asosiasi memiliki fungsi integratif yang lebih kompleks seperti pengaturan dalam memori, kepribadian, sifat, dan kecerdasan. Perbedaan anatomis halus ada di antara dua belahan, dan masing-masing memiliki fungsi yang unik. Masing-masing hemisfer serebral menerima sinyal sensorik dari dan mengendalikan gerakan dari sisi berlawanan dari tubuh. Belahan kiri diperlukan untuk kemampuan bahasa, keterampilan numerik dan ilmiah, dan penalaran. Sedangkan belahan kanan diperlukan untuk kesadaran musik dan seni, spasial dan persepsi pola, pengenalan wajah, isi emosional bahasa, mengidentifikasi bau, dan menghasilkan citra mental penglihatan, suara, sentuhan, rasa, dan bau.    

Gambar 1: Serebrum

2.1.2   Densefalon

Diencephalon adalah bagian dari forebrain yang terletak antara telencephalon dan midbrain, dan mengelilingi ventrikel ketiga. Diencephalon terdiri dari dua struktur utama, yaitu thalamus dan hypothalamus.

1)      Thalamus. Thalamus (Bahasa Yunani = thalamos yang berarti ruangan di dalam) terletak di bagian dorsal dari diencephalon dan melingkupi dua sisi otak. Tiap bagian terletak pada sebelah sisi ventrikel ketiga. Kedua lobus thalamus ini dihubungkan oleh massa intermedia yangterletak dibagian ventrikel ketiga.

Gambar 2: Diencephalon dan struktur utamanya

Meskipun massa intermedia merupakan penghubung dari kedua sisi thalamus, namun bagian ini tampaknya tidak memiliki fungsi yang sentral atau penting karena pada sebagian manusia normal tidak dijumpai adanya massa intermedia ini. Tetapi letak anatomi massa intermedia ini penting sebagai patokan (central point) untuk mempelajari bagian-bagian otak yang lain. Thalamus menerima sebagian besar input saraf yang menuju ke cerebral cortex. Dalam thalamus ini juga terdapat Projection Fibers, yaitu kumpulan axon dari soma sel yang terletak pada satu bagian otak dan memiliki kemampuan untuk bersynapsis dengan neuron di bagian otak yang lain. Projection Fibers membantu memproyeksikan atau mengirimkan berita (yang dikirim melalui sinapsis) tersebut ke cortex.

Struktur thalamus dibagi-bagi berdasarkan jenis kumpulan sel-sel sarafnya (nuclei). Kumpulan sel saraf pada salah satu bagian thalamus adalah pusat pemrosesan informasi informasi sensoris. Mereka menerima informasi dari reseptor sensoris, memproses informasi tersebut, dan mengirimkan (mentransmisikan) informasi tersebut ke cortex sensoris yang sesuai. Contohnya lateral geniculate nuclei yang merupakan pusat pemrosesan indera penglihatan (visual), medial geniculate nuclei yang merupakan pusat pemrosesan indera pendengaran (auditory), dan ventral posterior nuclei yang merupakan pusat pemrosesan indera somatosensoris. Nuclei thalamus yang tidak terlibat dalam proses sensoris, memproyeksikan diri (lewat projection fiber) ke bagian-bagian cortex yang tidak memiliki fungsi sensoris. Contohnya ventrolateral nucleus yang menerima informasi dari cerebellum (otak kecil) dan memproyeksikan ke primary motor cortex.

2) Hypothalamus. Hypothalamus terletak di kedua sisi bagian inferior dari ventrikel ketiga di bagian dasar otak, persis di bawah thalamus. Meskipun bentuknya kecil (hypo = kurang), kira-kira 1/10 ukuran thalamus, hypothalamus memegang peranan penting. Hypothalamus mengontrol sistem saraf otonom dan sistem endokrin, serta memegang peranan penting dalam pengaturan perilaku bermotivasi (motivated behavior). Selain fungsinya yang kompleks, secara anatomis hypothalamus juga merupakan struktur otak yang sangat kompleks karena terdiri dari berbagai nuclei dan saluran-saluran jaringan (fiber tracts). Pada bagian bawah hypothalamus (lewatpituitary stalk/cabangpituitary) terdapat kelenjar pituitary yang mengatur pelepasan hormon dalam tubuh. Sistem endokrin dalam tubuh sebagian besar dikontrol oleh hormon-hormon yang diproduksi oleh sel-sel di hypothalamus. Sistem khusus dalam pembuluh darah akan menghubungkan hypothalamus dengan anterior pituitary gland (kelenjar pituitary bagian anterior).

Hormon-hormon hypothalamus disekresikan (dihasilkan) oleh neuron khusus yang disebut dengan neurosecretory cells yang letaknya di dekat bagian pituitary stalk bagian bawah. Hormon-hormon ini merangsang anterior pituitary gland untuk mensekresikan hormon masing-masing bagian tubuh. Misalnya gonadotropin-releasing hormone menyebabkan sekresi pada anterior pituitary gland untuk menghasilkan (mensekresi) hormon gonadotropin yang penting untuk proses dan perilaku reproduksi.

Sebagian besar hormon diproduksi oleh anterior pituitary gland dan anterior pituitary gland mengontrolkelenjar-kelenjarendokrin yanglain. Karenamemiliki fungsi tersebut, anterior pituitary gland sering disebut "master gland" (penguasa kelenjar). Contohnya hormongonadotropic yangmenstimulasigonads (ovariumdan testes)untuk melepaskan hormon seksuallaki-Iaki atau perempuan. Hormon pituitary anterior yang lain seperti prolactin dan somatotropic (pertumbuhan) tidak mengontrol kelenjar lain tapi merupakan penerima pesan akhir (sebagai pelaksana yang mensekresi hormon).

 

Gambar 3: kelenjar pituitary

Hypothalamus juga memproduksi hormon dari posterior pituitary gland dan mengontrol sekresinya. Yang termasuk dalam kontrol posterior pituitary gland antara lain oxytoxin (menstimulasi aliran ASI dan kontraksi uterus saat melahirkan) dan vasopressin yang mengatur pengeluaran urine dari ginjal. Sekresi dari posterior pituitary gland diproses oleh neuron-neurondi hypothalamus yang axonnya ke arah bawah sampai ke pituitarystalk dan berhenti di posterior pitutary gland. Hormon dibawa melalui saluran (vesicles) ke axoplasma dari neuron-neuron tersebut dan berkumpul di terminal button dari posterior pituitary gland. Bila axon mendapat stimulasi, hormon-hormon yang terkumpul di terminal button akan dilepaskan (sarna halnya seperti substansi neurotransmitter) dan masuk ke dalam sistem sirkulasi tubuh.

Tepat didepan pituitary stalk terdapat optic chiasm yaitu tempat dimana setengah bagian dari axon di saraf penglihatan (yang berasal dari mata) melakukan perpindahan silang dari satu bagian otak ke bagian otak yang lain secara contralateral. Bentuk optic-chiasm ini seperti huruf X karena ada saraf-saraf yang decussate (bersilangan secara contralateral). Sedangkan saraf-saraf yang nondecussate umumnya bersifat ipsilateral.

2.1.3   Batang otak

Batang otak terdiri dari medula, pons, dan mesensefalon. Terdapat pandangan yang mengatakan bahwa batang otak merupakan peluasan dari medula spinalis ke arah atas menuju rongga kranial, karena batang otak juga mengandung nuklei sensorik dan motorik yang membentuk fungsi sensorik dan motorik untuk regio wajah dan kepala, yaitu fungsi ini juga dilakukan dalam cara yang sama oleh medula spinalis dalam membentuk fungsi-fungsi untuk leher ke bawah. Tetapi pandangan ini mengatakan bahwa batang otak adalah masternya sendiri, karena batang otak memiliki banyak fungsi-fungsi kendali khusus, seperti berikut ini:

1.      Mengatur pernapasan

2.      Mengatur sistem kardiovaskular

3.      Mengatur sebagian fungsi gastrointestinal

4.      Mengatur banyak gerakan tubuh yang stereotipi

5.      Mengatur keseimbangan

6.      Mengatur gerakan mata

Akhirnya batang otak bertindak sebagai tempat simpangan (way station) untuk “sinyal perintah” dari pusat-pusat saraf yang lebih tinggi. Berikut ini adalah fungsi bagian batang otak dalam mengatur keseimbangan tubuh.

Nuclei reticular dan nuclei vestibular dalam menyangga tubuh

Nuclei reticular terbagi menjadi dua kelompok utama, yaitu nuclei reticular pontin dan nuclei reticular medular. Nuklei retikular pontin terletak sedikit kea rah posterior dan lateral dari pons dan meluas ke seluruh medulla.  Nuklei retikular pontin menjalarkan sinyal-sinyal eksitasi ke bawah menuju medula melalui traktus retikulospinal pontin pada kolumna anterior medulla spinalis. Serabut-serabut jarasnya berakhir pada neuron-neuron motorik bagian medial dan anterior yang melawan gravitasi yaitu otot-otot kolumna vertebra dan otot-otot ektensor dari anggota tubuh. Nuklei retikular pontin juga menerima sinyal-sinyal eksitatorik yang kuat dari nuklei retikular vestibular. Bila system eksitatori retikular pontin tidak dilawan oleh retikular medulla, maka akan terjadi perangsangan otot-otot antigravitasi yang sangat kuat di seluruh tubuh, sehingga memungkinkan untuk mahluk vertebrata berpindah tempat dalam posisi berdiri.

Nuklei retikular medular menjalarkan sinyal inhibitor ke neuron-neuron motorik anterior antigravitasi yang sama melalui traktus retikulospinal medulla, terletak pada kolumna lateralis medulla spinalis. Nuklei retikular medular menerima input kolateral yang kuat dari traktus kortikospinal, traktus rubrospinal, dan jaras motorik lainnya. Semua ini secara normal mengaktifkan system inhibitorik retikular medular untuk menyeimbangkan sinyal eksitasi dari system retikular pontin, sehingga dalam keadaan normal, otot-otot tubuh tidak tegang secara abnormal.

Beberapa sinyal yang berasal dari area otak yang lebih tinggi dapat menyebabkan disinhibisi system medular apabila otak menginginkan perangsangan pada system pontin untuk dapat mengahsilkana keadaan berdiri. Selain itu, perangsangan system retikular medular dapat menghambat otot-otot antigravitasi pada posisi tubuh tertentu untuk memungkinkan bagian-bagian ini membentuk aktivasi motorik khusus. Nuklei eksitasi dan inhibisi membantu system yang terkendali yang dimanipulasi oleh sinyal-sinyal motorik dari kortek serebri dan tempat mana saja untuk menimbulkan kontraksi otot-otot latar belakang yang diperlukan untuk berdiri melawan gravitasi, dan tentunya untuk menghambat otot-otot tertentu sesuai yang diinginkan sehingga fungsi-fungsi lainnya dapat dilakukan.

Nuklei vestibular memiliki fungsi yang berkaitan dengan nuklei retikular pontin dalam mengatur otot-otot antigravitasi. Nuklei vestibular menjalarkan sinyal-sinyal eksitasi yang kuat ke otot-otot antigravitasi melalui traktus vestubulospinal medialis dan lateralis dalam kolumna anterior medulla spinalis. Tanpa dukungan dari nuklei vestiubular, system retikular pontin akan kehilangan banyak perangsangannya daro otot-otot antigaravitasi aksial. Fungsi spesifik nuklei vestibular adalah untuk mengatur secara selektif sinyal-sinyal eksitatirik berbagai otot antigaravitasi untuk menjaga keseimbangan, sebagai responnya terhadap sinyal apparatus vestibular.

2.1.4   Serebelum

Cerebellum terletak melingkupi sistem sensorik  dan motorik utama di batang otak. Serebellum dihubungkan dengan batang otak di kedua sisinya  oleh pendukulus superior, pendukulus medialis  dan pemdukulus inferior. cerebellum memiliki corteks cerebelli eksterna yang dipisahkan oleh substansia alba dari nukleus cerebellum dalam.

Fungsional dari cortex cerebelli sendiri dibagi menjadi tiga area yaitu, korteks daerah vermis memengaruhi gerakan sumbu panjang tubuh , yaitu leher, bahu , toraks , abdomen , dan panggul . tepat di lateral  vermis  disebut area intermediate hemispherium cerebella. Area ini berfugsi utuk mengendalikan  otot-otot ekstremitas bagian distal , terutama tangan dan kaki . daerah lateral masing-masing hemispherium cerebelli tampaknya berhubungan dengan perencanaan serangkain gerakan di seluruh tubuh dan terlibat dalam penilaian  sadar akan gangguan pergerakan.

Adapun fungsi dari cerebellum itu sendiri yaitu , cerebellum menerima informasi aferen yang berkaitan dengan  gerakan  voluntary dari cortex cerebri dan dari otot , tendon , dan sendi. Cerebellum juga menerima informasi keseimbangan dari nervus vestibularis dan mungkin juga informasi penglihatan dari tractus tectocerebellaris. Semua informasi ini diteruskan ke cortex cerebella oleh serabut seperti lumut dan serabut asendens, kemudian menyatu pada sel-sel purkinje. Para ahli fisiologi membuat postulat bahwa fungsi cerebellum sebagai coordinator ketepatan gerak dilakukan dengan cara membandingkan output dari area motorik cortex cerbri dengan informasi prospriseptif yang diterima dari tempat kerja otot secara terus menerus. Lalu cerebellum dapat memberikan penyesuaian yang sibutuhkan dengan memengaruhi aktivitas lower motor neuron.hal ini dilakukan  dengan mengontrol waktu dan urutan stimulasi neuron motorik gamama. Selain itu, cerebellum dapat mengirim kembali informasi ke korteks motorik serebri untuk menghambat otot-otot antagonis sehingga membatasi gerakan voluntary yang berlebihan.

Fungsi cerebellum yang terpenting adalah untuk mengkoordinasi , dengan kerja sinergis, semua reflex dan aktivitas otot voluntar. Dengan demikian, cerebellum mengatur tonus otot secara bertahap dan seimbang , serta mempertahankan postur yang normal. Cerebellum memungkinkan terjadinya gerakan voluntar seperti berjalan dengan tangkas , tepat, dan dengan usaha yang minimal.

2.2         Fungsi dan bagian dari sistem saraf aferen

System saraf tersusun menjadi susunan saraf pusat (ssp), yang terdiri dari otak dan medulla spinalis, dan susunan saraf teepi (SST), yang terdiri dari serat-serat saraf yang membawa informasi antara SSP dan bagian tubuh lain (perifer). Divisi aferen membawa informasi ke SSP, member tahu tentang lingkungan eksternal dan aktivitas internal yang sedan diatur oleh susunan saraf (a berasa dari ad, yang berarti “menuju”, feren berarti “membawa”; karena itu, aferen artinya “membawa ke”.

Divisi aferen saraf tepi terdiri dari neuron aferen, yang berbeda bentuknya dari neuron eferen dan antarneuron (gambar 1). Di ujung perifernya, neuron aferen biasanya memiliki reseptor sensorik yang menghasilkan potensial aksi sebagai respon terhadap jenis rangsangan tertentu (reseptor neuron aferen peka rangsang ini jangan disamakan dengan reseftor protein khusus yang mengikat pembawa pesan kimiawi dan ditemukan di membrane plasma semua sel). Badan sel neuron aferen, yang tidak mengandung dendrite dan input prasinaps, terlatak dekat dangan medulla spinalis. Akson perifer panjang, yang sering disebut seraf aferen, berjalan dari reseptor ke badan sel, dan akson sentral yang pendek berjalan dari badan sel ke dalam medulla spinalis. Potensial aksi dimulai di ujung reseptor akson perifer sebagai respon terhadap rangsangan dan merambat di sepanjang akson perifer dan akson sentral menuju medulla spinalis. Ujun akhir akson sentral menyebar dan bersinaps dangan neuron-neuron lain medulla spinallis sehingga informasi tentang stimulus disebar. Neuron-neuron aferen terutama terletak di system saraf perifer. Hanya sebagian kecil dari ujung akson sentral yang berproyeksi ke dalam medulla spinalis untuk menyalurkan sinyal perifer.

Antarneuron (interneuron) terutama berda di dalam SSP. Sekitar 99% dari semua neuron termsuk dalam kategori ini. SSP manusia diperkirakan memiliki lebih dari 100 milyar antarneuron! Neuron-neuron ini memiliki dau peran utama. Pertama, seperti diisyaratkan olen namanya, neuron ini terletak antara neuron aferen dan eferen dan penting dalan intergrasi respon perifer dengan informasi perifer (antar artinya : “di antara”). Sebagai contoh, setelah menerima informasi melalui neuron aferen bahwa anda menyentuh suatu benda panas, antarneuron-antarneuron tertentu memberi sinyal kepada neuron eferen yang menyarafi otot tangan dan lengan anda dengan sebuah pesan, “jauhkan tangan dari benda panas!”. Semakin kompleks tindakan yang yang diperlukan, semakin besar jumlah antarneuron yang terletak antara aferen dan respon eferen. Kedua, interkoneksi antara antarneuron itu sendiri berperan dalam fenomena abstrak yang berkaitan dengan “jiwa”, misalnya pikiran, emosi, ingatan, kreativitas, kecerdasan, dan motivasi. Aktivitas-aktivitas ini merupakan fungsi system saraf yang paling kurang dipahami.

System saraf primitive terdiri dari antarneuron yang relative sedikit terselip di antara neuron aferen dan eferen. Selama perkembangan evolusi, komponen antarneuron berkembang secara progresif, membentuk interkoneksi yang semakinn rumit, dan menjadi terlokallisasi di bagian kepala system saraf, membentuk otak. Lapisan-lapisan otak baru yang lebih canggih ditambahkan kelapisan-lapisan lama yang lebih primitive. Otak manusia mencerminkan puncak perkembangan yang tercapai saat ini.

 

2.3         Fungsi dan bagian dari sistem saraf eferen

Jalur eferen, berfungsi untuk meneruskan instruksi dari pusat integrasi ke efektor. Yang mana Efektor, merupakan suatu otot atau kelenjar yang melaksanakan respon yang diinginkan.

Sel saraf eferen (sel saraf motorik) terletak terutama dalam sistem saraf tepi. Badan sel saraf eferen berada didalam sistem saraf pusat, dimana terdapat banyak input prasinaptik mengumpul pada badan sel ini untuk mempengaruhi output ke organ efektor.

Serabut eferen meninggalkan sumsum tulang belakang melalui akar depan. Badan-badan sel saraf eferen berada di dalam tanduk depan dan mengirim aksonnya ke luar melalui akar ventral. Akar depan dan akar belakang akan bergabung membentuk saraf spinal. Jadi suatu saraf spinal terdiri atas saraf aferen dan saraf eferen yang memanjang mulai dari sumsum tulang belakang ke bagian tubuh tertentu.

Sistem saraf eferen dibagi menjadi:

1.    Sistem saraf somatik yang terdiri dari saraf motorik yang menginervasi otot-otot rangka.

2.    Sistem saraf otonom yang menginervasi otot polos, otot jantung, dan kelenjar-kelenjar. Sistem saraf otonom dibagi lagi menjadi:

a.     Sistem saraf simpatetik

b.    Sistem saraf parasimpatetik.

2.4       Proses pengolahan/mekanisme dari penerimaan dan respon terhadap implus

Proses pengolahan informasi dan responnya melibatkan sistem saraf perifer, yakni divisi aferen dan eferen. Divisi aferen susunan saraf tepi membawa informasi tentang lingkungan internal dan eksternal ke SSP. Informasi sensorik, informasi aferen yang mencapai tingkat kesadaran, mencakup (1) sensasi somatik (sensasi somestetik dan propriosepsi) dan (2) indera khusus.  Persepsi adalah interpretasi sadar dunia eksternal yang diciptakan oleh otak dari masukan sensorik. Setelah itu, informasi akan diolah di sistem saraf pusat pada bagian spesifik yang mengaturnya. Instruksi dari SSP lalu disalurkan melalui divisi eferen ke organ efektor-otot atau kelenjar yang melaksanakan perintah agar dihasilkan efek yang sesuai.

Divisi eferen susunan saraf tepi adalah jalur komunikasi yang digunakan oleh susunan saraf pusat untuk mengontrol aktivitas otot dan kelenjar, organ-organ efektor yang melaksanakan efek, atau tindakan yang diinginkan. SSP mengatur organ-organ efektor ini dengan memicu potensial aksi di badan sel neuron eferen yang aksonnya berakhir di organ-organ tersebut. Otot jantung, otot polos, sebagian besar kelenjar eksokrin, sebagian kelenjar endokrin, dan jaringan adiposa (lemak) disarafi oleh sistem saraf otonom, cabang involunter divisi eferen perifer. Otot rangka disarafi oleh sistem saraf somatik, cabang divisi eferen yang berada di bawah kontrol kesadaran. Keluaran eferen biasanya mempengaruhi gerakan atau sekresi. Sebagian besar dari keluaran eferen ini ditujukan untuk mempertahankan homeostasis.

2.5         Alur kerja saraf hingga terbentuknya respon gerak dan otot

Mekanisme umum terbentuknya kontraksi otot

·       Adanya rangsangan yang menyebabkan timbulnya potensial aksi pada salah satu titik di membran saraf. Potensial aksi ini akan mengeksitasi bagian membaran di dekat titik tersebut sehingga terjadi penyebaran potensial aksi di sepanjang membaran. Ini terjadi pada keadaan depolarisadi.

·      Penyebaran potensial aksi menyebabkan pelepasan neurotransmitter di ujung akson. Neurotransmitter yang melekat pada reseptor pasca sinaps menyebabkan terjadinya potensial asi di neuron pasca sinpas. Perjalanan potensial aksi di sepanjang serabut saraf motorik akan berujung pada serabut otot.

·      Di setiap ujung akson, saraf mengeksresikan substansi neurotransmitter berupa asetil kolin dalam jumlah sedikit.

·      Asetil kolin bekerja pada area setempat pada membran serabut otot untuk membuka banyak kanal “bergerbang asetilkolin” melalui molekul-molekul protein yang terapung pada membran.

·      Terbukanya kanal gerbang asetil kolin menyebabkan sejumlah ion natrium untuk berdifusi ke bagian membarn serabut otot. Peristiwa ini akan menimbulkan suatu potensial aksi pada membran.

·      Potensial aksi akan berjalan sepanjang membran serabut otot dengan cara yang sama seperti pada serabut saraf.

·      Potensial aksi menyebabkan depolarisasi membran otot dan banyak aliran klistrik potensial aksi mengalir melalui pusar serabut otot. Potensial aksi menyebabkan  retukulum sarkoplasma melepaskan sejumlah ion kalium yang telah gersimpan di dalam retikulum tersebut.

·      Ion-ion kaliaum menimbulkan kekuatan menarik antara filamen aktin dan miosin, yang menyebabkan kedua filamen ini bergeser satu sama lain dan menghasilkan proses kontraksi.

2.6         Bagian otak yang mengaturan emosi serta mekanisme kerjanya

Sistem limbik berperan penting dalam pengaturan emosi seseorang, termasuk senang, sakit, takut, dan sebagainya. Ini juga terlibat dalam penciuman dan memori. Amygdala ternyata berperan penting dalam pemunculan ekspresi agresif dan takut. Jadi, dapat disimpulkan seseorang yang mengalami kerusakan amygdala maka gagal untuk mengenali ekspresi ketakutan di situasi yang tepat.

Sistem limbik adalah daerah melingkar yang dibatasi oleh bagian lebih atas dari batang otak dan korpus kallosum. Komponen – komponen dari sistem limbik sebagai berikut

1.    Lobus limbik : terdiri atas region yang dibatasi gyrus cingulata, yang terletak di atas korpus kallosum dan gyrus parahippocampus termasuk dari lobus temporal.

Gambar 4: lobus limbik

2.    Hippocampus  adalah sebuah bagian dari gyrus parahippocampus yang menghubungkan dengan lantai dari ventrikel lateral.

3.    Gyrus dentate terletak di antara hippocampus dan gyrus parahippocampus.

4.    Amygdala dibentuk dari sekumpulan neuron terletak di dekat bagian bawah dari nukleus kaudatus.

5.    Korpus mammilare adalah dua masa lingkaran dekat dengan bagian infundibulum.

6.    Thalamus yang terdiri atas dua nuclei.

7.    Bulbus olfaktori

8.    Fornix

2.7         Peran sistem limbik terhadap emosi

System limbic bukanlah suatu struktur terpisah tetapi suatu cincin struktur-struktur otak depan yang mengelilingi batang otak dan saling berhubungan melalui jalur-jalur neuron rumit.  Struktur ini mencakup bagian dari : lobus-lobus korteks serebri (terutama korteks asosiasi limbic), nucleus basal, thalamus, dan hipotalamus. Anyaman interaktif kompleks ini berkaitan dengan emosi, mempertahankan kelangsungan hidup, dan pola perilaku sosioseksual, motivasi, dan belajar.

System limbic berperan penting dalam emosi. Konsep emosi mencakup perasaan emosional subyektif dan sauna hati (misalnya marah, takut, dan kegembiraan) plus respon fisik nyata yang berkaitan dengan perasaan tersebut. Respon-respon ini mencakup pola perilaku spesifik (misalnya, bersiap menyerang atau bertahan ketika terancan oleh musuh) dan ekspresi emosi yang dapat diamati (misalnya tertawa, menangis, atau tersipu). Bukti-bukti yang ada mengisyaratkan peran sentral system limbic dalam semua aspek emosi. Stimulasi terhadap region-regio spesifik di dalam system limbic manusia sewaktu pembedahan otak menimbulkan beragam sensasi subyektif samar yang dinyatakan oleh pasien sebagai kesenangan, kepuasan, atau kenikmatan di satu region dan kekecewaan, ketakutan, atau kecemasan di region lain. Sebagai contoh, amiglada, di interior di sisi bawah lobus temporalis adalah regis yang penting untuk memproses masukan yang menghasilkan sensasi takut. Pada manusia dan hingga tahap yang belum diketahui pasa spesies lain, tingkat-tingkat korteks yang lebi tinggi juga penting bagi kesadaran akan perasaan emosional.

     Pola perilaku dasar yang dikontrol, paling tidak sebagian, oleh system limbic mencakup pola-pola yang ditujukan untuk mempertahankan hidup (menyerang, mencari makan) dan yang ditujukan untuk memperbanyak spesies (perilaku sosioseksual yang kondusif bagi perkawinan). Pada hewan percobaan, stimulasi system limbic menimbulkan perilaku kompleks atau bahkan aneh. Sebagai  contoh, stimulasi di satu daerah dapat memicu resppons marah dan ganas bahkan pada hewan jink, sementara stimulasi di bagian lain menyebabkan kelesuan dan erilaku jink, bahkan pada hewan yang biasanya buas. Stimulasi di bagian yang lain lagi dapat memicu perilaku seksual misalnya gerakan-gerakan kopulasi

 PERAN HIPOTALAMUS DALAM POLA PERILAKU DASAR

Hubungan antara hipotalamus, system limbic, dan daerah-daerah korteks yang lebih tinggi mengenai emosi dan motivasi masih belum selenuhnya dipahami. Tampaknya keterlibatan mendalam hipotalamus dalam system limbic mengatur respons internal involunter berbagai system tubuh dalam persiapan untuk melaksanakan tindakan yang sesuai dengan keadaan emosional yang sedang terjadi. Sebagai contih, hipotalamus mengontrol peningkatan kecepatan denyut jantung dan pernapasan, peningkatan tekanan darah, dan pengalihan darah ke otot rangka yang sebagai aantisipasi terhadap serangan atau ketika marah. Perubahan-perubahan yang bersifat persiapan di lingkungan internal inin tidak memerlukan control kesadaran

PERAN KORTEKS YANG LEBIH TINGGI PADA POLA PERILAKU DASAR

Dalam melaksanakan aktivitas perilaku kompleks misalnya menyerang, lari, atau kawin, individu (hewan atau manusia) harus berinteraksi dengan lingkuangan eksternal. Mekanisme-mekanisme korteks yang lebih tinggi diminta bekerja untuk menghubungkan system limbic dan hipotalamus dengan dunia luar sehingga perilaku yang keluar sesuai. Di tingkat yang paling sederhana, korteks menghasilkan mekanisme saraf yang diperlukan untuk melaksanakan aktivitas otot rangka yang sesuai yang dibutuhkan untuk mendekati atau menghindari musuh, berpatisipasi dalam aktivitas seksual, atau memperlihatkan ekspresi emosianal. Sebagai contoh, rangkaian gerakan stereotpik untuk ekspresi emosi manusia yang universal yaitu tersenyum tampaknya telah terprogram di korteks dan dapat diaktifkan oleh system limbic. Seseorang juga dapat secara sengaja mengaktifkan program tersenyum, misalnya ketika berpose didepan kamera. Bahkan orang yang buta sejak lahir memiliki ekspresi wajah normal; yaitu, meraka tidak belajar tersenyum dengan pengamatan. Tersenyum memilik artu sama di semua budaya. Meskipun pengalaman setiap orang sangat berbeda. Pola perilaku yang dimiliki oleh semua anggota dari suatu spesies ini dipercayai lebih banyak pada hewan tingkat rendah

Norepinefrin, dopamine dan serotonin adalah neurotransmitter di jalur-jalur untuk emosi dan perilaku

Mekanisme neurofisiologis yang berperan dalam emosi dan perilaku termotivasi sebagaian besar masih belum diketahui. Meskipun neurotransmitter norepinefrin, dopamine dan serotonin diperkirakan berperan.

Depresi adalah salah satu ganguan mental yang berkaitan dengan defek neurotransmitter di system limbic. Defisiensi fungsional serotonin atau norepinefrin atau keduanya diperkirakan berperan dalam depresi, suatu penyakit yang ditandai oleh suasana hati yang negative secara terus menerus sisertai oleh hilangnya minat, ketidakmampuan merasakan kesenanganm dan kecenderungan bunuh diri.

2.8         Klasifikasi memori

Ingatan adalah penyimpanan pengetahuan yang didapat untuk dapat diingat kembali kemudian. Belajar dan mengingat merupakan dasar bagi individu untuk mengadaptasikan perilaku mereka dengan lingkungan eksternal tertentu. Tanpa mekanisme ini, individu tidak dapat merencanakan interaksi yang berhasil dan secara sengaja menghindari keadaan-keadaan tidak menyenangkan yang seharusnya dapat diprediksi. Perubahan-perubahan saraf yang berperan dalam retensi atau penyimpanan pengetahuan dikenal sebagai jejak ingatan. Secara umum, yang disimpan adalah konsep, bukan informasi verbatim (kata demi kata). Selagi anda membaca halaman ini, anda menyimpan konsep yang dibahas, bukan kata-kata spesifiknya. Kemudian, ketika anda mengambil kembali konsep dari ingatan, anda akan mengubahnya menjadi kata-kata anda sendiri. Namun, kita dapat saja mengingat potongan informasi kata demi kata. Penyimpanan informasi yang diperoleh dilakukan paling sedikit dalam dua dua cara: ingatan jangka pendek dan ingatan jangka panjang (Tabel di bawah). Ingatan jangka pendek berlangsung beberapa detik sampai jam, sedangkan ingatan jangka panjang dipertahankan dalam hitungan harian sampai tahunan. Proses pemindahan dan fiksasi jejak ingatanjangka pendek menjadi simpanan ingatan jangka panjangdikenal sebagai konsolidasi.

Suatu konsep yang baru dikembangkan adalah konsep ingatan sementara, atau apa yang disebut "papan tulis pikiran yang dapat dihapus". Ingatan sementara secara temporer menahan dan menghubungkan berbagai potongan informasi yang relevan dengan kegiatan mental yang sedang dilakukan. Melalui ingatan sementara anda, anda secara singkat menahan dan memproses data untuk segera digunakan baik informasi baru yang didapat maupun pengetahuan simpanan yang relevan yang secara transien dimajukan ke ingatan sementara-sehingga anda dapat mengevaluasi data yang datangsesuai konteks.Fungsi integratifini sangat penting bagi kemampuan anda untuk berpikir, merencanakan, dan membuat penilaian. Dengan membandingkan dan memanipulasi informasi baru dan lama dalam ingatan semenrara anda, anda dapat memahami apa yang sedang anda baca, melakukan percakapan, menghitung tips restoran dalam kepala anda, mencari jalan pulang, dan mengetahui bahwa anda harus menggunakan pakaian hangat jika anda melihat salju di luar.

Secara singkat, ingatan sementara memungkinkan orang memadukan pikiran-pikiran dalam rangkaian logis dan merencanakan tindakan yang akan dilakukan. Meskipun belum ada bukti kuat namun temuan-temuan baru mengisyaratkan bahwa jika suatu ingatan yang terbentuk dipanggil kembali secara aktif maka ingatan tersebut menjadi labil (tak stabil atau dapat mengalami perubahan) dan harus direkonsolidasikan ke keadaan inaktif. Menurutproposal yang kontroversial ini, informasi baru dapat diserap ke dalam jejak ingatan lama selama rekonsolidasi.

·         . Perbandingan Ingatan Jangka Panjang dan Ingatan Jangka Pendek

Informasi yang baru diperoleh pada awalnya diendapkan di ingatan jangka pendek, yang kapasitas penyimpanannya terbatas. Informasi dalam ingatan jangka pendek mengalami salah satu dari dua nasib. Informasi ini segera dilupakan (misalnya, lupa nomor telepon setelah anda melihatnya dan memutar nomornya), atau dipindahkan ke dalam mode ingatan jangka panjang yang lebih permanen melalui latihan aktif atau pengulangan. Daur ulang informasi yang baru diperoleh melalui ingatan jangka pendek memperbesar kemungkinan bahwa informasi baru ini akan terkonsolidasi menjadi ingatan jangka panjang. (Karena itu, ketika andabelajar "borongan" untuk ujian maka retensi jangka panjanganda kurang!). Hubungan ini dapat diibaratkan pembuatan film foto. Bayangan/gambar yang orisinal (ingatan jangka pendek) akan segera lenyap kecuali jika bayangan tersebutdifiksasi secara kimiawi (dikonsolidasikan) untuk menghasilkan gambar yang bertahan lebih lama (ingatan jangka panjang). Kadang-kadang hanya sebagian dari ingatan yang terfiksasi, sementara yang lain lenyap. Informasi yang menarik atau penting bagi individu lebih besar kemungkinannya didaur ulang dan difiksasi dalam ingatan jangka panjang, sementara informasi yang kurang penting cepat terhapus.

Kapasitas penyimpanan bank ingatan jangka panjang jauh lebih besar daripada kapasitas untuk ingatan jangka pendek. Berbagai aspek informasi pada jejak ingatan jangka panjang tampaknya diproses dan dikodifikasi, kemudian disimpan dengan ingatan lain dari jenis yang sama; sebagai contoh, ingatan visual disimpan secara terpisah dari ingatan pendengaran.Organisasi ini memudahkan pencarian simpanan ingatan agar informasi yang diinginkan dapat diperoleh.Sebagai contoh, dalam mengingat wanita yang pernah anda jumpai, anda dapat menggunakan berbagai petunjuk mengingat dari berbagai simpanan, misalnya namanya, penampilannya, parfum yangdia gunakan, ucapan yang ia lontarkan, atau lagu yang terdengar sebagai latar belakang. Pengetahuan simpanan tidak berguna kecuali jika dapat diambil kembali dan digunakan untuk mempengaruhi perilaku saat ini atau mendatang. Karena gudang ingatan jangka panjang lebih besar maka sering diperlukan waktu lebih lama untuk mengingat kembali ingatan jangka panjang daripada ingatan jangka pendek. Mengingat adalah proses mengambil kembali informasi spesifik dari simpanan ingatan; lupa adalah ketidakmampuan mengambil kembali informasi yang disimpan. Informasi yang lenyap dari ingatan jangka pendek akan dilupakan selamanya, tetapi informasi dalam simpanan jangka panjang sering hanya dilupakan secara transien. Sering anda hanya sesaat tidak dapat mengakses informasisebagaicontoh, tidak mampu mengingat nama seorang teman,kemudian nama tersebut "tiba-tiba muncul" di benak anda kemudian. Beberapa bentuk ingatan jangka panjang yang melibatkan informasi atau keterampilan yang digunakan sehari-hari pada hakikatnya tidak pernah dilupakan dan cepat diakses kembali, misalnya mengetahui nama anda atau mampu menulis. Meskipun ingatan jangka panjang relatif stabil namun informasi yang disimpan dapat secara perlahan lenyap atau termodifikasi seiring waktu kecuali jika ingatan tersebut kembali ditanam melalui latihan bertahun-tahun.

Hipokampus dan Ingatan Deklaratif

Hipokampus, bagian medial lobus temporalis yang memanjangdan merupakan bagian dari sistem limbik (lihat gambar di samping), berperan vital dalam ingatan jangka pendek yang melibatkan integrasi berbagai rangsangan terkait serta penting bagi konsolidasi ingatan tersebut menjadi ingatan jangka panjang. Hipokampus dipercayai menyimpan ingatan jangka

panjang baru hanya sesaat dan kemudian memindahkannya ke bagian korteks lain untuk penyimpanan yang lebih permanen. Tempat untuk penyimpanan jangka panjang berbagai jenis ingatan sedang mulai diidentifikasi oleh para ilmuwan saraf. Hipokampus dan daerah sekitarnya berperan sangat penting dalam ingatan deklaratif-ingatan "apa" tentang orang, tempat, benda, fakta, dan kejadian spesifik yang sering terbentuk setelah hanya satu pengalaman dan yang dapat dikemukakan dalam suatu pernyataan seperti "Saya melihat tugu Monas tahun lalu" atau mengingat kembali suatu gambar dalam ingatan. Ingatan deklaratif memerlukan pemanggilan kembali secara sadar. Hipokampus dan strukrur temporalis/limbik terkait sangat penting dalam mempertahankan ingatan tentang kejadian-kejadian sehari-hari dalam waktu yang memadai.

·         Serebelum dan Ingatan Prosedural

Berbeda dengan peran hipokampus dan daerah temporalis/limbik sekitar dalam ingatan deklaratif, serebelum dan daerah korteks terkait berperan penting dalam ingatan prosedural "bagaimana" yang melibatkan keterampilan motorik yang diperoleh melalui latihan berulang, misalnya mengingat gerakan tari tertentu.Daerah-daerah korteks yang penting untuk suatu ingatan prosedural adalah sistem-sistem motorik dan sensorik spesifik yang melakukan tindakan/gerakan yang dimaksud. Berbeda dari ingatan deklaratif, yang diingat kembali secara sadar dari pengalaman sebelumnya, ingatan prosedural dapat dilaksanakan tanpa upaya sadar. Sebagai contoh, seorang pemain ski selama pertandingan bisanya berprestasi maksimal dengan "membiarkan tubuhnya mengambil alih” dan bukan memikirkan secara eksak gerakan-gerakan apa yang harus dilakukannya.

·         Korteks Prefrontal dan Ingatan Sementara

Yang berperan utama dalam memadukan kemampuan berpikir kompleks yang berkaitan dengan ingatan sementara adalah korteks asosiasi prafrontal.Korteks prafrontal tidak saja berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara untuk menahan data-data relevan online tetapi juga berperan besar dalam apa yang disebut sebagai fungsi eksekutif yang melibatkan manipulasidan integrasi informasi untuk perencanaan, pemilihan prioritas,pemecahan masalah, dan pengorganisasian aktivitas.Korteks prafrontal melaksanakan fungsi-fungsi berpikir kompleks ini dengan bekerja sama dengan semua regio sensorik otak, yang berhubungan dengan korteks prafrontal melalui koneksi-koneksi saraf. Para peneliti telah mengidentifikasi berbagai tempat penyimpanan di korteks prafrontal, bergantung pada sifat data yang relevan saat ini. Sebagai contoh, ingatan sementara yang melibatkan petunjuk-petunjuk tentang ruang terletak di lokasi prafrontal yang berbeda dari ingatan sementara untuk petunjuk verbal atau petunjuk tentang penampakan suatu benda. Salah satu teori baru yang menarik adalah bahwa kepandaian seseorang mungkin ditentukan oleh kapasitas ingatan sementara orang tersebut untuk menahan secara temporer dan mengaitkan berbagai data yang relevan.

2.9       Proses penyimpanan memori jangka panjang dan jangka pendek

Belajar adalah perolehan pengetahuan atau keterampilan sebagai konsekuensi pengalaman, instruksi, atau keduanya.

Ingatan/memori tersimpan dalam tahapan-tahapan

Ingatan adalah penyimpanan pengetahuan yang didapat untuk dapat diingat kembali kemudian. Belajar dan megingat merupakan dasar bagi individu untuk mengadaptasikan perilaku mereka dengan lingkungan eksternal tertentu. Tanpa mekanisme ini, individutidak dapat merencanakan interaksi yang berhasil dan secara sengaja menghindari keadaan-keadaan tidak menyenangkan yang seharusnya dapat diprediksi

Perubahan-perubahan saraf yang berperan dalam retensi atau penyimpanan pengetahuan dikenal sebagai jejak ingatan. Secara umum, yang disimpan adalah konsep, bukan informasi verbatim (kata demi kata). Selagi anda membaca halaman ini, anda menyimpan konsep yang dibahas, bukan kata-kata spesofoknya. Kemudian, ketika anda mengambil kembali konsep dari ingatan, anda akan mengubahnya menjadi kata-kata anda sendiri. Namun, kita dapat saja mengingat potongan informasi kata demi kata

Penyimpanan informasi yang diperoleh dilakukan paling sedikit dalam dua cara: ingatan jangka pendek dan ingatan jangka panjang. Ingatan jangka pendek berlangsung beberapa detik sampai jam, sedangkan ingatan jangka panjang dipertahankan dalam hitungan harian sampai tahunan. Proses pemindahan dan fiksasi jejak ingatan jangka pendek menjadi simpanan jangka penjang dikenal sebagai konsolidasi

Suatu konsep yang baru dikembangkan adalah konsep ingatan sementara, atau apa yang disebut “papan tulis pikiran yang sapat di hapus”. Ingatan sementara secara temporar menahan dan menghubungkan berbagai potongan informasi yang relevan dengan kegiatan mental yang sedang dilakukan. Melalui ingatan sementara anda, anda secara singkat menahan dan meproses data untuk segera digunakan baik informasi baru yang didapat maupan pengetahuan simpanan yang relevan yang secara transien dimajukan ke ingatan sementara sehingga anda dapat mengevaluasi data yang dating sesuai konteks. Fungsi integrative ini sangat penting bagi kemampuan anda untuk berpikir, merencanakan, dan membuat penilaian. Dengan membandingkan dan memanipulasi informasi baru dan lama dalam ingatan sementara anda, anda dapat memahami apa yang sedang and abaca, melakukan percakapan, menghitung tips restoran dalam kepala anda, mencari jalan pulang dan mengetahui bahwa anda harus menggunakan pakaian hangat jika anda melihat salju diluar. Scara singkat, ingatan sementara memungkinkan orang  memadukan pikiran-pikiran dalam rangkaian logis dan merencanakan tindakan yang akan dilakukan.

Meskipun belum ada bukti kuat namun temuan-temuan baru mengisyaratkan bahwa jika suatu ingatan yang terbentuk dipanggil kembali secara aktif maka ingatan tersebut menjadi labil (tak stabil atau dapat mengalami perubahan) dan harus direkonsolidasikan ke keadaan inaktif. Menurut proposal ang kontroversi ini, infomasi baru dapat  diserap ke dalam jejak ingatan lama selama rekonsolidasi.

Informasi yang baru diperoleh pada awalnya diendapkan di ingatan jangka pendek, yang kapasitas penyimanannya terbatas. Informasi dalam ingatan jangka pendek mengalami salah satu dari dua nasib, informasi ini segera dilupakan ( misalnya, lupa nomor telepon setelah anda melihat dan memutar nomornya), atau dipindhakan ke dalam mode ingatan jangka panjang yang lebih permanen melalui latihan aktif atau pengulangan.

Pengetahuan simpanan tidak berguna kecuali jia dapat diambil kembali dan digunakan untuk mempengaruhi perilaku saat ini atau mendatang. Karena gudang ingatan jangka panjang lebih besar maka sering diperlukan waktu lebih lama untuk mengingat kembali ingatan jangka panjang daripada ingatan jangka pendek. Mengingat adalah proses mengambil kembali informasi spesifik dari simpanan ingatan; lupa adalah ketidakmampuan mengambil kembali informasi yang disimpan. Informasi yang lenyap dari ingatan jangka pendek akan dilupakan selamanya, tetapi informasi dalam simpanan jangka panjang sering hanya dilupakan secara transien. Sering anda hanya sesaat tidak mampu mengingat nama seorang teman, kemudian nama tersebut tiba-tiba muncul dibenak anda kemudian.

Beberapa bentuk ingatan jangka panjang yang melibatkan informasi atau keterampilan yang digunakan sehari-hari pada hakikatnya tidak pernah dilupakakn dan cepat diakses kembali, misalnya mengetahui nama anda atau mampu menulis. Meskipun ingatan jangak panjang relative stabil  namun informasi yang disimpan dapat secara perlahan lenyap atau termodifikasi seiring waktu kecuali jika ingatan tersebut kembali ditanam melalui latihan bertahun-tahun.

Bagian-bagian otak mana yang berperan dalam ingatan? Tidak ada suatu pusat ingatan tunggal otak. Neuron-neuron yang berperan dalam jejak ingatan tersebat laus di seluruh daerah subkorteks dan korteks otak. Bagian-bagian otak yang diperkirakan peling berperan dalam ingatan adalah hipokampus dan system limbik (ingatan deklaratif yaitu ingatan tentang kejadian-kejadian sehari-hari dalam waktu yang memadai), serebelum (ingatan procedural, bagaimana, yang melibatkan keterampilan motorik yang diperoleh melalui latihan berulang, misalnya mengingat gerakan tari tertentu. Ingatan ini dapat dilaksanakan tanpa upaya sadar), korteks prefrontal (ingatan sementara) dan bagian-bagian lain korteks serebri.

Pertanyaan lain selain dimana ingatan terletak adalah bagaimana nya memori. Meskipun telah terkumpul banyak data psikoogi namun bukti fisiologik mengenai dasar selular jejak ingatan masih sedikit. Jelaslah, pastilah terjadi perubahan dalam sirkuit saraf otak yang menyeabkan perubahan perilaku setelah belajar. Suatu ingatan tidak terletak pada satu neuron tetapi pada perubahan pola sinyal yang disalurkan menyeberangi sinaps-sinaps dalam suatu jaringan saraf yang luas.

Ingatan jangka pendek dan ingatan jangka panjang memiliki mekanisme yang berbeda. Ingatan jangka pendek melibatkan modifikasi transien fungsi sinaps-sinanps yang sudah ada, misalnya perubahan temporer dalam neurotransmitter yang dibebaskan sebagai respon terhadap rangsangan atau peningkatan temporer responsivitas sel pasca sinaps terhadap neurotransmitter di jalur-jalur saraf yang terllibat. Sebaliknya, ingatan jangka panjang melibatkan perubahan struktur dan funngsional yang relative permanen antara neuron-neuron yang sudah ada di otak.

Ingatan jangka pendek melibatkan perubahan transien pada aktivitas sinaps.

Berbagai eksprimen cerdik pada siputlait, ap;ysia, telah membuktikan bahwa dau bentuk ingatan jangka pendek-habituasi (pembiasaan) dan sensitisasi (pemekaan)-disebabkan oleh modifikasi berbagai protein salura diterminal neuron-neuron aferen yang sedang berperan dijalur yang memerantarai perilaku yang sedang mengalami modifikasi. Modifikasi inin, pada gilirannya, menimbukan perubahan pada pelepasan neurotransmitter. Habituasi adalah penururnan responsivitas terhadap presentasi berulang suatu stimulus indiferen-yaitu rangsangan yang tidak menghasilkan penghargaan atau hukuman. Sensitisasi adalh penigkatan responsivitas terhadap rangsangan ringan setelah setealh rangsangan kuat yang mengganggu.

Mekanisme habituasi

Pada habituasi, penutupan saluran Ca2+ mengurangi masuknya Ca2+ kedalam terminal prasinaps, menyebabkan penurunan pelepasan neurotransmitter. Akibatnya, potensial pascasinaps berkurang dibandingkan dengan normal sehingga terjadi penurunan atau hilangnya respon perilaku yang dikontrol oleh neuron eferen pascasinaps. Tanpa latihan lebih lanjut, penurunan responsivitas ini bertahan beberapa jam. Proses ini juga terjadi pada spesies lain, hal ini menunjukan isyarat bahwa modifikasi saluran Ca2+ adalah mekanisme umun habituasi, meskipun pada spesies-spesies yang lebih tinggi keterlibatan antarneuron menyebabkan proses menjadi lebih rumit. Habituasu mungkin merupakan bentuk belajar pertamam yang terjadi pada bayi manusia. Dengan belajar mengabaikan stimulus indiferen, hewan atau orang bebas memperhatikan rangsangan yang lebih penting

Mekanisme sensitiasi

Sensitiasi pada aplysia juga melibatkan modifikasi saluran, tetapi dengan mekanisme dan saluran yang berbeda. Berbeda dari apa yang terjadi pada habituasi, masukinya Ca2+ kedalam terminal sinaps meningakat pada sensititasi. Peningkatan pelepsan neurotransmitter yang kemudian terjadi menghasilkan potensial pascasinaps yang lebih besar sehingga respon menjadi lebih kuat. Sensititasi tidak memilik efek langsung pada saluran Ca2+ prasinaps. Sensititasi secara tidak langsung meningkatkan pemasukan Ca2+ melalui fasilitasi prasinanps. Neurotransmitter serotonin dilepaskan dari antarneuron fasilitatif yang bersinaps di terminal prasnaps untuk menimbulkan peningkatan pelepasan neurotransmitter prasinaps sebagai respon terhadap potensial aksi. Bahan ini melakukannya dengan memicu pengaktifkan pembawa pesan kedua AMP siklik di terminal prasinaps, yang akhirnya menyebabkan penyumbatan saluran K+. penyumbatan ini memperlama potensial aksi di terminal prasinaps. Ingatlah bahwa efluks K+ melalui saluran K+ yang terbuka mempercepat pemulihan ke potensial istirahat (repolarisasi) selama fase turun potensial aksi. Karena keberadaaan potensial aksi local merupakan penyebab terbukanya salluran Ca2+ diterminal, maka potensial aksi yang berke[anjangan meningkatkan influx Ca2+ yang berkaitan dengan sensitisasi.

Karena itu, jalur- jalur sinaps yang sudah ada mungkin secara fungsional mengalami interupsi (habituasi) atau peningkatan (sensitisasi) selama proses belajar sederhana. [ada ilmuan berspekulasi bahwa banyak ingatan jangka pendek juga merupakan modifikasi sesaat proses-proses yang suadah ada. Beberapa penelitian mengisyaratakan bahwa jenjang AMP siklik, terutama pengaktifan protein kinase, berperan penting, paling tidak pada bentuk elementer belajar dan mengingat.

Studi-studi lebih lanjut mengungkapkan bahwa ingatan deklaratif, yang melibatkan kesadaran dan lebih kompleks daripada habituasi dan sensititas, mula-mula disimpan melalui peruahan yang lebih menetap dalam aktivasi sinaps-sinaps yang sudah ada. Secara spesifik, penyimpana awal informasi deklaratif tampakna dilakukan oleh potensial jangkan panjang, yang sekarang akan kita bahas.

Mekanisme potensiasi jangka pajang

Istila potensiasi panjang (PJP) merujuk kepada penambahan berkepanjangan kekuatan hubungan sinap di jalur-jalur yang mengalami pengaktifan oleh stimulasi berulang dalam waktu singkat. PJP dibuktikan bertahan hingga beberapa hari atau bahkan minggu-cukup lama bagi ingatan jangka pendek ini untuk dikonsolidasi menjadi ingatan jangka panjang yang lebih permanen. PJP terutama banyak ditemukan di hipokampus, suatu tempat yang sangat penting bagi perubahan ingatan jangka pendek menjadi ingatan jangka panjang. Jika terjadi PJP, pengatifan simultan neuron-neuron pra dan pascasinap di suatu sinaps eksitatrik menyebabkan modifikasi jangka panjang yang meningkatakn kemampuan neuron-beuron prasinaps mengeksitasi neuron pascasinaps. Karena neuron pra dan pascasinas harus diaktifkan pada saat yang sama maka pembentukan PJP terbatas di jalur yang dirangsang. Jalur-jalur antara input prasinaps inaktif lain dan sel pascasinapsnya yang sama tidak terpengaruh. Pada PJP, sinyal dari sebuag neuron prasinaps ke neuron pascasinaps menjadi lebih kuat jika terjadi berulang-ulang. Ingatlah bahwa penguatan aktivitas sinaps menyababkan pembentukan lebih banyak PPE di neuron pascasinaps sebagai respons terhadapa sinyal kimiawi dari input prasinaps eksitatorik khusus ini. Peningkatan responsivitas eksitatorik ini akhirnya diterjemahakan menjadi penambahan jumlah potensial aksi yang dikirim melalui sel pascasinaps ini keneuron-neuron lain.

Peningkatan transmisi melalui sinaps secara teoritis dapat terjadi karana perubahan di neuron pascasinaps (misalnya peningkatan responsivitas terhadap neurotransmitter) atau di neuron prasinaps (misanya peningkatan pengeluaran neurotransmitter). Berdasarkan bukti ilmiah yang ada, terdapat dua hipotesis, salah satu melibatkan perubahan pascasinaps dan yang lain adalah modifikasi prasinaps.

Mekanisme hipotetik pertama melibatkan peningkatan responsivitas sel pascasinaps. Daam teori ini, neuron prasinaps mengeluarkan glutamate, suatu neurotransmitter eksitatorik, yang berikatan dengan dua jenis reseptor glutamate di membrane plasma neuron pascasinaps-reseptor NMDA dan reseptor AMPA. Karena reseptor NMDA adalah saluran kation non selektif, maka pengaktifan dan pembukaan reseptor ini setelah berikatan dengan glutamate menyababkan masuknya Ca2+ dan Na+ ke dalam pascasinaps. Masuknya kalsium mengaktifkan jalur pembawa pesan kedua dependen Ca2+ di neuron pascasinaps. Jalur pembawa pesan kedua ini menyebabkan insersi fisik reseptor AMPA tambahan di membrane pascasinaps. Reseptor AMPA terutama berperan menghasilkan PPE sebagai respon terhdap pengaktifan glutamate. Karena meningkatnya ketersediaan reseptor AMPA maka sel pascasinaps memperlihatkan peningkatan respon PPE terhadap pengeluaran glutaman dari sel prasinaps. Peningkatan kepekaan neuron pascasinaps terhadap glutamate dari sel prasinaps ini membantu mempertahankan PJP.

Proposal lain menyatakan bahwa peningkatan neurotransmitter yang diebaskan dari sel prasinaps berperan besar dalam pembentukan PJP. Menurut teori ini, pengaktifan jalur pembawa pesan kedau dependen Ca2+ di neuron pascasinaps menyebabkan sel pascasinaps ini mengeluarkan suatu factor retrograde (berjalan mundur) yang berdifusi ke dalam neuron prasinaps. Disini, factor retrograde tersebut mengaktikan system pembawa pesan kedua di neuron prasinaps, yang akhirnya meningkatkan pelepasan glutamate dari neuron prasinaps ini. Umpan balik positif ini memperkuat proses penyaluran sinyal di sinaps dan membantu mempertahankan PJP. Sebaian penelitian menduga bahwa pembawa pesan retrograde ini adalah nitrat oksida, suatu bahan kimia yang baru-baru ini diketahu melakukan beragam fungsi lain ditubuh. Fungsi-fungsi itu berkisa dari dilatasi pembuluh darah di penis sewaktu ereksi sampai destruksi benda asing oleh system imun.

Studi-studi menyarankan adanya peran regulatorik jalul pembawah pesan kedua cAMP dalam pembentukan dan pemeliharaan PJP selain jalur pembawa pesan kedau dependen Ca2+. Keikutsertaan cAMP mungkin merupakan factor kunci dalam mengaitkan ingatan jangka pendek dengan konsolidasi ingatan jangka panjang.

Ingatan jangka panjang melibatkan pembentukan hubungan sinaps baru yang permanen.

Sementara ingatan jangka pendek berkaitan dengan penguatan transien sinaps-sinaps yang sudah ada, ingatan jangka panajgn memerlukan pengaktifan gen-gen spesifik yang mengontrol sintest protein yang dibutuhkan untuk perubahan strukturan atau fungsional jangka panjang di sinaps-sinaps spesifik. Contoj dari perubahan-perubahan tersebut adalah pembentukan koneksi sinaps baru aau perubahan permanen pada membrane pra atau pascasinaps. Karena itum simpanan ingatan jangka penjang melibatkan perubahan fisik yang agak permanen di otak.

Studi-studi yang membandingkan otak hewan percobaan yang dipelihara di lingkungan miskin sensorik dangan hewan yang dipelihara di lingakunga kaya sensorik memperlihatkan perbedaan mikroskopik yang nyata. Hewan yang mengalami interaksi lingkungan yang lebih banyak dan kerananya diperkirakan memilik kesempatan belajar lebih banyak memperlihatkan peningktan percabangan dan pemanjangan dendrite di sel-sel saraf refio otak yang diduga berperan dalam penyimpanan memori/ingatan. Peningkatan lua permukaan dendrite diperkirakan meningkatkan tempat untuk sinaps. Karena itu, ingatan jangka panjang dapat disimpan, paling tidak sebagian, dalam pola tertentu percabangan dendritik dan kontak sinaptik

Suatu protein regulatorik positif, CREB, adalah tombol molecular yang mengaktifkan (menyalakan) gen-gen yang penting dalam penyimpanan ingatan jangka panjang. Molekul terkait lain, creb2, adalah penekan sintesis protein yang difasilitasi oleh creb. Pembentukan ingatan bertahan lama melibatkan tidaj saja pengaktifan factor-faktor regulatorik positif (CREB) yang memdorong penyimpanan ingatan tetapi juga inaktivasi (pemadaman)factor-faktor penghambat (CREB2) yang mencegah penyimpanan ingatan. Perubahan keseimbangan antara factor poditif dan represif dipercaya menjamin bahwa hanya informasi yang releven bagi individu, bukan semua yang dijumpai, yang dimasukkan dedalam simpanan jangka panjang.

Bagaimana CREB diaktifkan (dan CREB2 dihambat)? Belum ada yang mengetahui dengan pasti, tetapi sebagian peneliti menyarankan bahwa perubahan dari ingatan jangka pendek menjadi ingatan jangka panjang mungkin melibatkan pengaktifan CREB olh cAMP. Pembawa pesan kedua ini memiliki peran regulatorik dalam PJP serta dalam bentuk-bentuk ingatan jangka pendek yang lebih sederhana seperti sensitisasi. Selain itu cAMP dapat mengaktifkan CREB, yang akhirnya menyebakan pembentukan protein baru dan konsolidasi ingatan jangka panjang. Konsolidasi ingatan deklaratif dan procedural bergantung pada creb (dan mungkin creb2). CREB berfungsi sebgai tombol moleklar bersama untuk mengubah kategori-kategori ingatan ini dari mode jangka pendek transien menjdai mode jangka panjang permanen.

Protein-protein regulatorik CREB mengatur sekelompok gen, immediate early genes (IEGs), yang berperan penting dalam konsolidasi ingatan. Gen-gen ini mengatur sintesis protein-protein ingatn jangka panjang. Peran pasti yang mungkin dimainkan oleh protein ini masih diperdebatkan. Protein-protein ini mungkin diperlukan untuk perubahan structural di dendrite atau digunakan untuk membentuk lebih banyak neurotransmitter atau reseptor tambahan. Selain itu, mereka mungkin melaksanakan modifikai jangka panjang pelepasan neurotransmitter dangan memperlama proses-proses biokimia yang mula-mula diaktifkan oleh proses-proses ingatan jangka pendek.

Yang memperumit keadaan adalah terdapat banyak hormone dan neuropeptida yang diketahui mempengaruhi proses belajar dan mengingat.

2.10   Peran neurotransmiter dalam komunikasi antar sel

Neurotronsamitter merupakan  substansi kimia yang menyelubungi ruangan sempit di antara sel-sel neuron (sinaps) dan melekat pada sebuah protein pada membrane pascasinapstik (reseptor).

Neurotransmitter dalam komunikasi antar sel berperan sebagai activator utama terhadap sel pasacasinaps. Neurotransimitter yang dilepas dari membrane prasinaps akan mengisi ruang sianaptik dan melekat pada reseptor di membrane pascasinaps. Pelepasan neurotransmitter dari ujung saraf prasinapstik terjadi ketika potensial aksi dibangkitkan. Potensial aksi akan menyebabkan terjadinya implus ion kalium sehingga ventrikel-ventrikel sinaptik bergabung dengan membrane pascasinaps. Setelah berikatan dengan reseptor terjadi penyesuaian berupa membukanya saluran ion, yang dapat membangkitkan ESIP (excitatory postsynaptic potensial) yang menyebabkan reaksi eksitasi dan IPSP (inhibitory postsynaptic potensial) yang menimbulkan reaksi inhibisi.

2.11   Jenis-jenis dari neurotransmitter

Neurotransmiter	Lokasi/Fungsi	Implikasinya pada penyakit Jiwa
Kolinergik
Asetil kolin	Sistem saraf otonom :  simpatis dan parasimpatis, terminal saraf presinapsis parasimpatik, terminal postsinapsis Sistem saraf pusat : korteks serebral, hipokampus, struktur limbik, basal ganglia Fungsi : tidur, bangun persepsi nyeri , pergerakan memori.	Meningkatkan derajat depresi Menurunkan derajat penyakit alzeimer, korea hutington, penyakit parkinson
Monoamin
Norepinefrin	Sistem syaraf otonom terminal saraf post sinapsis simpatis Sistem saraf pusat: talamus, sistem limbik, hipokampus, serebelum, korteks serebri. Fungsi : pernafasan, pikiran, persepsi, daya penggerak, fungsi kardiovaskuler, tidur dan bangun	Menurunkan derajat depresi Meningkatkan derajat mania, Keadaan kecemasan, skizofrenia.
Dopamin	Frontal korteks, sistem limbik, basal ganglia, talamus, hipofisis posterior, medula spinalis Fungsi: pergerakan dan koordinasi, emosional, penilaian, pelepasan prolaktin Hipotalamus.	Menurunkan derajat penyakit parkinson dan depresi Meningkatkan derajat mania dan Skizofrenia
Serotonin	Hipotalamus, talamus, sistem limbik, korteks serebral, serebelum, medula spinalis Fungsi : tidur, bangun, libido, nafsu makan, perasaan, agresi persepsi nyeri, koordinasi dan penilaian	Menurunkan derajat depresi Meningkatkan derajat kecemasan
Histamin	Hipotalamus	Menurunkan derajat depresi
Asam amino
GABA (gamma amino butyric acid)	Hipotalamus, hipocampus, korteks, serebelum, basal ganglia, medula spinalis, retina Fungsi kemunduran aktivitas tubuh	Menurunkan derajat korea huntington, gangguan ansietas, skizofrenia, dan berbagai jenis epilepsy
Glisin	Medula spinalis, batang otak Fungsi: menghambat motor neuron berulang	Derajat toksik/keracunan “glycine encephalopaty”
Glutamat dan aspartat	Sel-sel piramid/kerucut dari korteks, serebelum dan sistem sensori aferen primer, hipocampus, talamus, hipotalamus, medula spinalis Fungsi: menilai informasi sensori, mengatur berbagai motor dan reflek spinal	Menurunkan tingkat derajat yang Berhubungan dengan gerakan motor spastic
Neuropeptida
Endorfin dan enkefalin	Hipotalamus , talamus, struktur limbik dan batang otak, enkedalin juga ditemukan pada traktus gastrointestinal Fungsi modulasi (mengatur) nyeri dan mengurangi peristaltik (enkefalin)	Modulasi aktivitas dopamin oleh opiod peptida dapat menumpukkan berbagai ikatan terhadap gejala skizofrenia
Substansi P	Hipotalamus struktur limbik otak tengah, batang otak, talamus, basal ganglia, dan medulla spinalis, juga ditemukan pada traktus gastrointestinal dan kelenjar saliva Fungsi: pengaturan nyeri	Menurunkan derajat korea Hutington
Somatostatin	Korteks serebral, hipokampus, talamus, basal ganglia, batang otak, medula spinalis Fungsi: menghambat pelepasan norepinefrin, merangsang pelepasan serotonin, dopamin dan asetil kolin	Menurunkan derajat penyakit Alzeimer Meningkatkan derajat korea Hutington

2.12   Transduksi sinyal dari neurotransmiter

A.  Impuls Saraf

               Sel-sel di dalam tubuh dapat memiliki potensial membran akibat adanya distribusi tidak merata dan perbedaan permeabilitas dari Na⁺, K⁺, dan anion besar intrasel. Potensial istirahat merupakan potensial membran konstan ketika sel yang dapat tereksitasi tidak memperlihatkan potensial cepat. Sel saraf dan otot merupakan jaringan yang dapat tereksitasi karena dapat mengubah permeabilitas membran sehingga mengalami perubahan potensial membran sementara jika tereksitasi. Ada dua macam perubahan potensial membran:

                             i. Potensial berjenjang yakni sinyal jarak dekat yang cepat menghilang. Potensial berjenjang bersifat lokal yang terjadi dalam berbagai derajat. Potensial ini dipengaruhi oleh semakin kuatnya kejadian pencetus dan semakin besarnya potensial berjenjang yang terjadi. Kejadian pencetus dapat berupa:

1.    Stimulus

2.    Interaksi ligan-reseptor permukaan sel saraf dan otot

3.    Perubahan potensial yang spontan (akibat ketidakseimbangan siklus pengeluaran pemasukan/ kebocoran-pemompaan)

Apabila potensial berjenjang secara lokal terjadi pada membran sel saraf atau otot, terdapat potensial berbeda di daerah tersebut. Arus (secara pasif )mengalir antara daerah yang terlibat dan daerah di sekitarnya (di dalam maupun di luar membran). Potensial berjenjang dapat menimbulkan potensial aksi jika potensial di daerah trigger zone di atas ambang. Sedangkan jika potensial di bawah ambang tidak akan memicu potensial aksi.

Daerah-daerah di jaringan tempat terjadinya potensial berjenjang tidak mempunyai bahan insulator sehingga terjadi kebocoran arus dari daerah aktif membran ke cairan ekstrasel (CES) sehingga potensial semakin jauh semakin berkurang. Contoh potensial berjenjang:

1.    Potensial pasca sinaps

2.    Potensial reseptor

3.    Potensial end-plate

4.    Potensial alat pacu

                                ii.     Potensial aksi merupakan pembalikan cepat potensial membran akibat perubahan permeabilitas membran. Potensial aksi berfungsi sebagai sinyal jarak jauh.

1.    Polarisasi (potensial istirahat) adalah membran memiliki potensial dan terdapat pemisahan muatan berlawanan

2.    Depolarisasi adalah potensial lebih kecil daripada potensial istirahat (menuju 0 mV)

3.    Hiperpolarisasi adalah potensial lebih besar daripada potensial istirahat (potensial lebih negatif dan lebih banyak muatan yang dipisah dibandingkan dengan potensial istirahat)

  Selama potensial aksi, depolarisasi membran ke potensial ambang menyebabkan serangkaian perubahan permeabilitas akibat perubahan konformasi saluran-saluran gerbang-voltase. Perubahan permeabilitas ini menyebabkan pembalikan potensial membran secara singkat, dengan influks Na⁺ (fase naik; dari -70 mV ke +30 mV) dan efluks K⁺ (fase turun: dari puncak ke potensial istirahat). Sebelum kembali istirahat, potensial aksi menimbulkan potensial aksi baru yang identik di dekatnya melalui aliran arus sehingga daerah tersebut mencapai ambang. Potensial aksi ini menyebar ke seluruh membran sel tanpa menyebabkan penyusutan. Cara perambatan potensial aksi:

1.    Hantaran oleh aliran arus lokal pada serat tidak bermielin: potensial aksi menyebar di sepanjang membran

2.    Hantaran saltatorik yang lebih cepat di serat bermielin: impuls melompati bagian saraf yang diselubungi mielin

         Pompa Na⁺-K⁺memulihkan ion-ion yang berpindah selama perambatan potensial aksi ke lokasi semula secara bertahap untuk mempertahankan gradien konsentrasi. Bagian membran yang baru saja dilewati oleh potensial aksi tidak mungkin dirangsang kembali sampai bagian tersebut pulih dari periode refrakternya. Periode refrakter memastikan perambatan satu arah potensial aksi menjauhi tempat pengaktifan semula. Potensial aksi timbul secara maksimal sebagai respon terhadap rangsangan atau tidak sama sekali (all or none). Variasi kekuatan rangsang dlihat dari variasi frekuensi, bukan dari variasi kekuatan (besarnya) potensial aksi.

B.  Sinaps dan Integrasi Neuron

               Susunan saraf memiliki banyak neuron yang saling berhubungan membentuk jaras konduksi fungsional (functional conducting pathway). Sinaps merupakan tempat dua neuron yang berdekatan satu sama lain dan terjadi komunikasi interneuronal. Potensial aksi di neuron prasinaps menyebabkan pengeluaran neurotransmitter yang berikatan dengan reseptor di neuron pascasinaps. Sinaps berdasarkan letak:

1.    Sinaps aksodendritik

2.    Sinaps aksosomatik

3.    Sinaps aksoaksonik

Jenis sinaps:

a. Sinaps Kimiawi

               Permukaan yang berhadapan dengan perluasan akson terminal dan neuron disebut membran prasinaptik dan pascasinaptik yang dipisahkan oleh celah sinaptik. Membran prasinaptik dan pascasinaptik menebal dan sitoplasma meningkat densitasnya. Prasinaptik terminal banyak mengandung vesikel-vesikel prasinaptik yang berisi neurotransmiter. Vesikel-vesikel bergabung dengan membran prasinaptik dan mengeluarkan neurotransmiter ke celah sinaptik melalui melalui proses eksositosis. Mitokondria berperan dalam menyediakan ATP untuk sintesis neurotransmiter baru. Sebagian besar neuron hanya menghasilkan dan melepaskan neurotransmitter utama di semua ujung-ujung sarafnya. Misalnya, asetilkolin digunakan di susunan saraf pusat dan susunan saraf tepi, sedangkan dopamin di substansia nigra. Glisin ditemukan terutama di sinaps-sinaps medulla spinalis.

               Neurotransmitter dilepaskan dari ujung saraf ketika datang impuls saraf (potensial aksi). Potensial aksi menyebabkan influks K⁺ yang menyebabkan vesikel sinaptik bergabung dengan membran prasinaptik. Kemudian neurotransmitter dikeluarkan ke celah sinaps. Ketika berada di celah sinaptik, neurotransmiter mencapai sasarannya dengan meningkatkan atau menurunkan potensial istirahat (resting potential) pada membrane pascasinaptik untuk waktu yang singkat. Protein reseptor pada membran sinaptik mengikat neurotransmitter dan melakukan penyesuaian dengan membuka kanal ion, membangkitkan Excitatory Postsynaptic Potential (EPSP) atau Inhibitory Postsynaptic Potential (IPSP). Eksitasi cepat diketahui menggunakan asetilkolin (nikotinik) dan L-glutamat atau inhibisi menggunakan GABA. Reseptor protein lain mengikat neuromodulator dan mengaktifkan sistem messenger kedua, biasanya melalui transduser molekuler, protein G. Reseptor ini memiliki periode laten yang lebih lama, berlangsung selama beberapa menit atau lebih. Contoh neuromodulator  adalah asetilkolin (muskarinik), serotonin, histamin, neuropeptida, dan adenosin.

               Efek eksitasi atau inhibisi pada membran pascasinaps neuron bergantung pada jumlah respons pascasinaps pada sinaps yang berbeda. Jika efek keseluruhannya adalah depolarisasi, neuron akan terstimulasi dan potensial aksi akan dibangkitkan pada segmen inisial akson dan impuls saraf dihantarkan sepanjang akson. Sebaliknya, jika efek keseluruhannya adalah hiperpolarisasi, neuron diinhibisi dan tidak timbul impuls saraf.

               Distribusi neurotransmitter bervariasi di berbagai bagian susunan saraf. Misalnya asetilkolin yang ditemukan di taut neuromuskular, ganglia autonom, dan ujung-ujung saraf simpatis. Pada susunan saraf pusat, kolateral neuron motorik sampai sel-sel Renshaw, hippocampus, ascending reticular pathway, serta serabut aferen sistem penglihatan dan pendengaran memiliki neurotransmitter kolinergik. Norepinefrin ditemukan pada ujung-ujung saraf simpatis dan ditemukan dalam konsentrasi tinggi di hipotalamus. Dopamin terdapat dalam konsentrasi tinggi di berbagai bagian di sistem saraf pusat, misalnya di nucleus basalis (ganglia basalis).

               Efek neurotransmitter dipengaruhi oleh destruksi atau reabsorpsi neurotransmitter tersebut. Misalnya pada asetilkolin, efeknya dibatasi oleh enzim asetilkolinesterase (AChE) dengan mendegradasi asetilkolin. Namun, efek katekolamin dibatasi dengan kembalinya neurotransmitter ke ujung-ujung saraf prasinaps.

               Neuromodulator merupakan zat selain neurotransmitter yang dikeluarkan dari membran prasinaps ke celah sinaps, mampu memodulasi dan memodifikasi aktivitas neuron pascasinaps. Neuromodulator dapat ditemukan bersama dengan neurotransmitter utama di sebuah sinaps tunggal. Biasanya neuromodulator terdapat di dalam vesikel prasinaps yang berbeda. Pelepasan neuromodulator ke celah sinaps tidak memberikan efek langsung pada membran pascasinaps. Neuromodulator berperan menguatkan, memperpanjang, menghambat, atau membatasi efek neurotransmitter utama di membrane pascasinaps. Neuromodulator bekerja melalui sistem messenger kedua yang biasanya melalui transducer molecular, protein G, dan mengubah respons reseptor terhadap neurotransmitter. Di daerah sistem saraf pusat tertentu, berbagai neuron aferen yang berbeda dapat melepaskan beberapa neuromodulator berlainan yang diambil oleh neuron pascasinaps. Susunan tersebut dapat menimbulkan berbagai respon berbeda tergantung pada input dari neuron aferen.

b. Sinaps Elektrik

               Sinaps elektrik merupakan gap junction berupa kanal dari sitoplasma neuron prasinaps ke neuron pascasinaps. Neuron-neuron berkomunikasi secara elektrik dan tidak ada transmitter kimia. Ion mengalir dari suatu neuron ke neuron lain melalui kanal-kanal penghubung. Penyebaran aktivitas yang cepat dari satu neuron ke neuron lain menunjukkan sekelompok neuron melakukan suatu fungsi bersama-sama. Sinaps elektrik dapat berjalan dua arah sedangkan sinaps kimiawi hanya satu arah. Sinaps elektrik memiliki respon yang cepat sehingga penting untuk gerakan refleks.

C.  Reseptor Neurotransmitter

               Reseptor berupa protein kompleks transmembran yang sebagian menonjol ke lingkungan ekstrasel dan bagian lain yang menonjol ke lingkungan intrasel. Reseptor neurotransmitter menangkap neurotransmitter yang dilepaskan dan menyalurkan pesan yang dibawa neurotransmitter ke intrasel. Reseptor tersebut mempunyai tempat pengikatan yang multipel (binding site).

Klasifikasi reseptor neurotransmitter:

1.    Reseptor Ionotropik (ligand-gated ion channel)

               Reseptor ionotropik merupakan transmitter-gated channels. Neurotransmitter berikatan dengan reseptor yang menempel pada pintu masuk kanal ion dan menyebabkan kanal ion terbuka.  Reseptor ionotropik mempunyai aksi sangat cepat, waktu pengikatan neurotransmitter pada reseptor dan respon sangat pendek, respon singkat.

2.    Reseptor neurotransmitter Kolinergik

               Setiap neurotransmitter menimbulkan efek di membran postsinaptik bila berikatan dengan reseptor spesifik. Dua neurotransmitter tidak akan berikatan pada satu reseptor yang sama, meskipun satu neurotransmitter dapat berikatan dengan reseptor yang berbeda. Hal ini disebut sebagai subtipe reseptor.  Asetilkolin bekerja pada dua subtipe reseptor yang berbeda. Satu tipe berada di otot skeletal (nikotinik) dan tipe lain berada di otot jantung (muskarinik).

3.    Reseptor Nikotinik Asetilkolin (Ach)

               Reseptor ini berperan dalam penyaluran sinyal listrik dari suatu motor neuron ke serat saraf otot. Asetilkolin yang dilepaskan oleh neuron motorik berdifusi ke membran plasma sel miosit dan terkait pada reseptor asetilkolin. Hal ini menyebabkan terjadinya perubahan konformasi reseptor dan akan menyebabkan kanal ion membuka. Pergerakan muatan positif akan mendepolarisasi membran plasma yang menyebabkan kontraksi. Pembukaan kanal hanya berlangsung sebentar meskipun asetilkolin masih menempel pada reseptor (periode desensitisasi). Reseptor nikotinik asetilkolin yang matang terdiri atas 2 α, β, γ, dan δ. Berbeda dari yang ada di otot, struktur reseptor nikotinik asetilkolin di neuron hanya terdiri atas subunit α&β (α₃β₂).

4.    Reseptor Muskarinik

               Reseptor muskarinik yang terdapat pada otot jantung mempunyai subunit α₃β₂. Setelah asetilkolin berikatan dengan reseptor muskarinik, timbul sinyal dengan mekanisme berbeda. Misalnya, bila reseptor M₁ atau M₂ diaktifkan, reseptor ini akan mengalami perubahan konformasi dan berinteraksi dengan protein G yang selanjutnya akan mengaktifkan fosfolipase C. akibatnya terjadi hidrolisis fosfatidilinositol-(4,5)-bifosfate (PIP₂) yang menyebabkan peningkatan kadar Ca2+ intrasel. Selanjutnya kation ini akan berinteraksi memacu atau menghambat enzim-enzim, menyebabkan hiperpolarisasi, sekresi, atau kontraksi. Sebaliknya, aktivasi reseptor subtype M₂ pada otot jantung memacu potein G yang menghambat adenilsiklase dan mempertinggi konduksi K⁺ sehingga denyut jantung dan kontraksi otot jantung menurun.

5.    Amino Acid-Gated Channels

               Amino Acid-Gated Channels memediasi sebagian besar transmisi cepat sinapsis di CNS (Cerebral Nervous System). Fungsinya lebih terbatas yakni pada sistem sensorik, memori, dan penyakit.

6.    Reseptor GABA­­_A

               Reseptor GABA_A mempunyai beberapa tempat pengikatan untuk berbagai neuromodulator. Reseptor ini merupakan target yang baik untuk obat

7.    Glutamate-Gated Channels

               Reseptor agonis glutamate adalah AMPA (alpha-amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4-propionic acid), NMDA (N-methyl D-aspartate), dan Kainate. AMDA dan NMDA berperan dalam transmisi sinaps eksitator yang cepat di otak sedangkan KAINATE fungsinya belum diketahui. AMPA-gated channels permeabel terhadap Na⁺ dan K⁺ dan tidak permeabel terhadap Ca^2+. Sedangkan reseptor NMDA permeabel terhadap Na⁺ ,K⁺ dan Ca²⁺.

8.    Reseptor Metabotropik (G protein-coupled)

               Metabotropik merupakan reseptor yang berikatan dengan neurotransmitter dan membentuk second messenger sebagai salah satu jalur transduksi sinyal. Neurotransmitter yang berikatan yakni amin biogenic (dopa, dopamine, serotonin, adrenalin, noradrenalin, histamine), hormone peptide (angiotensin II, somastosin, TRH). Ligan yang berikatan bukan dari golongan neurotransmitter adalah eikosanoid. Biasanya reseptor jenis ini merupakan reseptor G-potein-coupled yang mempunyai 3 subunit (α, β, γ) dan memiliki 7 kompartemen.

Transduksi sinyal pada reseptor metabotropik G-protein-coupled

               Pada keadaan inaktif, subunit α potein G mengikat GDP. Saat diaktivasi oleh reseptor G-protein-coupled, GDP beruba menjadi GTP. Kemudian potein G akan terpecah menjadi Gα (subunit GTP) dan Gβγ yang akan mengaktifkan protein efektor. Secara perlahan subunit Gα akan melepas PO₄ dari GTP sehingga berubah menjadi GDP yang menyebabkan aktifitas berhenti.

D.  Taut Neuromuskular pada Otot Rangka

               Setiap serabut saraf bermielin yang masuk ke otot rangka membentuk banyak cabang yang jumlahnya tergantung pada ukuran unit motoriknya. Cabang akan berakhir pada otot rangka di tempat yang disebut taut neuromuskular (neuromuscular junction) atau motor-end-plate. Sebagian besar serabut-serabut otot hanya dipersarafi oleh satu motor end-plate. Saat mencapai serabut otot, saraf kehilangan selubung mielin dan pecah menjadi cabang-cabang halus. Masing-masing saraf berakhir sebagai akson yang terbuka dan membentuk unsur neural motor end-plate. Pada motor end-plate, permukaan serabut otot sedikit meninggi serta membentuk unsur otot (sole plate). Elevasi terjadi akibat akumulasi sarkoplasma granular di bawah sarkolema serta banyak inti dan mitokondria.

               Akson terbuka yang melebar terletak pada alur permukaan serabut otot yang dibentuk oleh lipatan sarkolema ke dalam (junctional fold = dasar alur dibentuk oleh sarkolema yang membentuk lipatan-lipatan). Junctional fold berfungsi memperluas area permukaan sarkolema yang terletak di dekat akson yang melebar. Di antara membran plasma akson (aksolema atau membran prasinaps) dan membran plasma serabut otot (sarkolema atau membran pascasinaps) terdapat celah sinaps.

               Saat potensial aksi mencapai membran prasinaps motor end-plate, kanal voltage-gated Ca²⁺ terbuka dan Ca2+ masuk ke dalam akson. Hal ini menstimulasi penggabungan vesikel sinaptik dengan membran prasinaps dan menyebabkan pelepasan asetilkolin ke celah sinaps. Kemudian asetilkolin menyebar dan mencapai reseptor Ach tipe nikotinik di membran pascasinaps junctional fold. Setelah pintu kanal terbuka, membran pascasinaps lebih permeabel terhadap Na⁺ yang mengalir ke dalam sel-sel otot dan terjadi potensial lokal (end-plate potential). Pintu kanal Ach permeabel terhadap K⁺ yang keluar dari sel namun dalam jumlah yang lebih kecil. Jika end-plate potential cukup besar, kanal voltage-gated untuk Na⁺ terbuka dan timbul potensial aksi yang menyebar sepanjang permukaan sarkolema. Gelombang depolarisasi diteruskan ke serabut otot oleh sistem tubulus T menuju miofibril yang kontraktil. Hal ini menyebabkan pelepasan Ca²⁺ dari retikulum sarkoplasma yang akan menimbulkan kontraksi otot.

2.13   Poses regenerasi neuron

·         Sel Schwan Memandu Regenerasi Akson Perifer yang Putus

Pada kasus terpotongnya akson di susunan saraftepi, bagianakson yang terletak lebih jauh dari badan sel mengalamidegenerasi, dan sel Schwann sekitar memfagosit debrisnya. Sel Schwann itu sendiri menetap dan membentuk tabung regenerasi untuk menuntun serat saraf melaksanakan regenerasi dalam arah yang benar. Bagian akson sisanya yang terhubung ke badan sel mulai tumbuh dan maju di dalam kolom sel Schwann dengan gerakan amuboid Ujung akson yang tumbuh maju "mengendus" jalannya dengan arah yang tepat, diruntun oleh bahan kimia yang dikeluarkan oleh sel Schwann ke dalam tabung regenerasi. Berhasilnya regenerasi serat ditandai oleh pulihnya sensasi dan gerakan beberapa waktu setelah cedera saraf perifer, meskipun regenerasi ini tidak selalu berhasil.

·         Oligodendrosit menghambat regenerasi aksonsentral yang putus.

Serat di SSP yang mendapat mielin dari oligodendrosit danbukan sel Schwann, tidak memiliki kemampuan regenerasi ini. A.kson-akson itu sendiri sebenarnya mampu beregenerasi, tetapi oligodendrosit yang mengelilingi mereka menghambat pertumbuhan akson, sangat berbeda dengan efek sel Schwann (yang memielinasi akson perifer) yang mendorong pertumbuhan saraf. Pertumbuhan saraf di otak dan medula spinalis dikontrol oleh keseimbangan rumit antara berbagai protein pendorong pertumbuhan saraf dan protein penghambat pertumbuhan saraf. Selama masa perkembangan bayi, pertumbuhan saraf di SSP dapat terjadi karena otak dan medula spinalis sedang terbentuk. Para peneliti berspekulasi bahwa inhibitor pertumbuhan saraf, yang terbentuk pada akhir masa perkembangan janin di selubung mielin yang mengelilingi serat SSB mungkin berfungsi sebagai "pagar jalan" untuk menjaga agar ujung-ujung sarafbaru tidak keluar dari jalurnya yang benar. Karena itu, efek oligodendrosit yang menghambat pertumbuhan mungkin berfungsi untuk menstabilkan struktur SSP yang sangat rumit.

Namun, inhibisi pertumbuhan merupakan suatu kendala, ketika akson perlu disambung, misalnya saat medula spinalis terputus akibat kecelakaan. Serat sentral yang rusak segera memperlihatkan tanda-tanda memperbaiki diri setelah suatu cedera, tetapi dalam beberapa minggu serat rersebut mulai berdegenerasi, dan terbentuk jaringan parut di tempat cedera yang menghambat pemulihan. Karena itu, serat neuron yang rusak di otak dan medula spinalis tidak dapat mengalami regenerasi.

·         Para peneliti berupaya mendorong regenerasi akson sentral yang terputus.

1.      Baru-baru ini berhasil ditemukan salah satu inhibitor pertumbuhan saraf, yang dinamai Nogo. Kini para peneliti mencoba merangsang pertumbuhan kembali akson pada hewan percobaan dengan cedera medula spinalis dengan menggunakan antibodi terhadap Nogo.

2.      Peneliti lain bereksperimen menggunakan tandur sarafperifer untuk menjembatani defek di bagian medula spinalisyang cedera. Tandur ini mengandung sel Schwann, yangmengeluarkan protein-protein perangsang pertumbuhan saraf.

3.      Cara lain yang menjanjikan dan sedang diteliti adalahtransplantari olfactory ensheathing glia ke tempat yang cedera.Neuron olfaktorius, sel-sel yang membawa informasi tentangbau ke otak, diganti secara teratur tidak seperti kebanyakanneuron. Akson yang tumbuh dari neuron-neuron baru inimasuk ke otak untuk membentuk koneksi fungsional denganneuron yang sesuai di otak. Kemampuan ini didorong oleholfactory ensheathing glia, khusus yang membungkus danmemielinasi akson olfaktorius. Eksperimen-eksperimen awalmemperlihatkan bahwa transplantasi sel-sel pembentukmielin khusus ini dapat membantu menginduksi regenerasiakson di SSP.

4.      Hal lain yang memberi harapan adalah ditemukannyasel punca saraf. Sel-sel ini suatu harimungkin dapat ditanam di medula spinalis yang rusak dandirangsang untuk bermultiplikasi dan berdiferensiasi menjadineuron matang fungsional yang akan menggandkan neuronyang hilang.

5.      Strategi baru lain yang juga masih dalam penelitian adalah penguraian komponen inhibitorik secara enzimatis di jaringan parut yang secara alami terbentuk di tempat cedera danmenghambat tunas serat saraf baru menembus sawar ini.Sebagian peneliti sedang mengeksplorasi cara lain untukmerangsang perbaikan akson-akson sentral, dengan tujuanmemungkinkan korban cedera medula spinalis dapat berjalankembali.

2.14   Stem cell

2.14.1    Pengertian

Istilah Stem Cell mulai populer digunakan di Dunia Kedokteran sejak  tahun 1950-an. Yaitu sejak ditemukannya Sel penyusun sumsum tulang yang mampu membentuk seluruh jenis sel darah dalam tubuh manusia. Selanjutnya, Jenis Stem Sel ini disebut stem cell hematopoietik.

Sesuai dengan kata yang menyusunnya (Stem = Batang), Stem Cell adalah Sel yang menjadi awal-mula dari pertumbuhan sel lain yang menyusun keseluruhan tubuh organisme, termasuk Manusia. Layaknya batang pohon yang menjadi tumpuan pertumbuhan ranting dan daunnya. Dalam Bahasa Indonesia Stem Cell disebut juga Sel Punca (Punca = awal mula). Makna yang terkandung dalam Sel Punca semakin diteguhkan dengan penemuan keberadaan Stem Cell pada awal kehidupan manusia, yaitu saat masih Embrio. Hal ini semakin menegaskan bahwa Stem Cell adalah, sel yang menjadi awal mula terbentuknya 200 jenis Sel yang menyusun tubuh yang terdiri dari > 100 triliun sel.

2.14.2    Sifat      

Stem cell adalah sel yang tidak/belum terspesialisasi yang mempunyai 2 sifat:

1.      Kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi sel lain (differentiate). Dalam hal ini stem cell mampu berkembang menjadi berbagai jenis sel matang, misalnya sel saraf, sel otot jantung, sel otot rangka, sel pankreas, dan lain-lain.

2.      Kemampuan untuk memperbaharui atau meregenerasi dirinya sendiri (self-regenerate/self-renew). Dalam hal ini stem cell dapat membuat salinan sel yang persis sama dengan dirinya melalui pembelahan sel

            2.14.3  Aplikasi dalam dunia kedokteran

                        APPLIKASI / PENGGUNAAN KULTUR STEM CELLS

     Stem cells dapat digunakan untuk keperluan baik dalam bidang riset maupun pengobatan. Adapun penggunaan kultur stem cells adalah sebagai berikut

1.   Terapi gen

Stem cells khususnya hematopoetic stem cells digunakan sebagai pembawa transgen kedalam tubuh pasien dan selanjutnya dilacak apakah jejaknya apakah stem cells ini berhasil mengekspresikan gen tertentu dalam tubuh pasien. Adanya sifat self renewing pada stem cell menyebabkan pemberian stem cells yang mengandung transgen tidak perlu dilakukan berulang-ulang. Selain itu hematopoetic stem cells juga dapat berdifferensiasi menjadi bermacam-macam sel sehingga transgen tersebut dapat menetap diberbagai macam sel.

2.   Penelitian untuk mempelajari proses-proses biologis yang terjadi pada organisma termasuk perkembangan organisma dan perkembangan kanker

3.   Penelitian untuk menemukan dan mengembangkan  obat-obat baru terutama untuk mengetahui efek obat terhadap berbagai jaringan

4.   Terapi sel (cell based therapy)

Stem cell dapat hidup diluar tubuh manusia, misalnya di cawan Petri. Sifat ini dapat digunakan untuk melakukan manipulasi pada stem cells yang akan ditransplantasikan ke dalam organ tubuh untuk menangani penyakit-penyakit tertentu tanpa mengganggu organ tubuh.

Gambar 5: berbagai peran stem sel

            PENGGUNAAN STEM CELLS DALAM PENGOBATAN PENYAKIT  

Para ahli saat ini sedang giat melakukan berbagai penelitian untuk menggunakan stem cell dalam mengobati berbagai penyakit. Penggunaan stem cells untuk mengobati penyakit dikenal sebagai Cell Based Therapy.  Prinsip terapi adalah dengan melakukan transplantasi stem cells pada organ yang rusak. Tujuan dari transplantasi stem cells ini adalah

1.   Mendapatkan pertumbuhan dan perkembangan sel-sel baru yang sehat pada jaringan atau organ tubuh pasien

2.   Menggantikan sel-sel spesifik yang rusak akibat penyakit atau cidera tertentu dengan sel-sel baru yang ditranspalantasikan.

Sel stem embryonic sangat plastik dan mempunyai kemampuan untuk dikembangkan menjadi berbagai macam jaringan sel seperti neuron, kardiomiosit, osteoblast, fibroblast, sel-sel darah dan sebagainya, sehingga dapat dipakai untuk menggantikan jaringan yang rusak. Sel stem dewasa juga dapat digunakan untuk mengobati berbagai penyakit degeneratif, tetapi kemampuan plastisitasnya sudah berkurang. Keuntungan dari penggunaan sel stem dewasa yaitu tidak atau kurang menimbulkan masalah dan kontroversi etika.

Penggunaan sel punca embrionik untuk mengobati cidera pada medula spinalis (spinal cord)

Cidera pada medula spinalis disertai demielinisasi menyebabkan hilangnya fungsi neuron. Sel punca dapat mengembalikan fungsi yang hilang dengan cara melakukan remielinisasi . Percobaan dengan sel punca embrionik tikus dapat menghasilkan oligodendrosit yang kemudian dapat menyebabkan remielinisasi akson yang rusak.

Penggunaan sel punca pada penyakit stroke

                        Pada penyakit stroke dicoba untuk menggunakan sel punca mesenkim (mesenchymal stem cells (MSC) dari sumsum tulang autolog. Penelitian ini didasarkan pada hasil penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Mesenchymal stem cells diperoleh dari aspirasi sumsum tulang. Setelah disuntikkan perifer MSC akan melintas sawar darah otak pada daerah otak yang rusak.  Pemberian MSC intravenous akan mengurangi terjadinya apoptosis dan menyebabkan proliferasi sel endogen setelah terjadinya stroke.

Penggunaan sel punca pada infark miokardium

Bartinek telah melakukan intracoronary infusion bone marrow stem cells otolog pada 22 pasien dengan AMI dan mendapatkan hasil yang baik. Penelitian terkini menunjukkan bukti awal bahwa adult stem cells dan embryonic stem cells dapat menggantikan sel otot jantung yang rusak dan memberikan pembuluh darah baru. Strauer et al. mencangkok mononuclear bone marrow cell autolog ke dalam arteri yang menimbulkan infark pada saat PTCA 6 hari setelah infark miokard. Sepuluh pasien yang diberi stem cells area infarkya menjadi lebih kecil dan indeks volume stoke, left ventricular end systolic volume, kontraktilitas area infark dan perfusi miokard menunjukkan perbaikan dibandingkan dengan kelompok kontrol.

2.14.4  Potensi stem cell dalam sistem saraf

Stem sel terbagi menjadi dua kelompok besar yaitu stem sel embrionik yang dapat berdeferensiasi menjadi hampir setiap jenis sel (disebut juga dengan stem sel prulipotent) dan stem sel dewasa yang hanya dapat berdefensiasi menjadi sel-sel tertentu saja. Sifat stem sel yang mampu berdefensiasi menjadi sel lain dan memperbaiki dan menggantikan sel yang rusak, memungkinkan stem sel untuk mengembalikan fungsional dari system neuron.

Stem sel embrionik di dapat dari sel embrio sedangkan pada sel dewasa yang mampu berdeferensiasi menjadi sel neuron adalah stem sel otak. Akan tetapi, transplantasi stem sel dapat menyebabkan terjadinya respon penolakan tubuh apabila jaringan stem sel yang di donorkan tersebut tidak identik secara genetis dengan genetic dari si penerima.

2.15     Etika kedokteran tentang stem cell dan kecerdasaan buatan

Manfaat yang diperoleh dari penggunaan sel punca embrionik (embryonic stem cell) dalam bidang kedokteran amat besar, namun sumber sel punca embrionik ini merupakan masalah etika yang perlu mendapat perhatian.         

Berkembangnya penelitian stem cell dan penggunaan stem cell dalam upaya untuk mengobati penyakit pada manusia akan mengakibatkan timbulnya masalah dalam hal etik. Hal utama terkait dengan masalah etik adalah sumber stem cell tersebut.

Isu bioetika utama dalam penelitian dan penggunaan stem cell adalah penggunaan stem cell embrio terutama tentang sumber sel tersebut yaitu embrio. Sumber embrio adalah hasil abortus, zigot sisa IVF dan hasil pengklonan. Pengklonan embrio manusia untuk memperoleh stem cell merupakan isu yang sangat menimbulkan kontroversi. Hal ini terkait dengan isu ”awal kehidupan” dan penghormatan terhadap kehidupan. Pengklonan embrio manusia untuk memperoleh stem cell menimbulkan kontroversi karena berhubungan dengan pengklonan manusia yang ditentang oleh semua agama.

Dalam proses pemanenan stem cell embrio terjadi kerusakan pada embrio dan menyebabkan embrio tersebut mati. Adanya anggapan bahwa embrio berstatus sama dengan manusia menyebabkan hal tersebut tidak dapat diterima

Perdebatan yang cukup ramai adalah mengenai status moral embrio, apakah embrio harus diperlakukan sebagai manusia atau sebagai sesuatu yang berpotensi untuk menjadi manusia atau sebagai jaringan hidup tubuh lainnya. Lebih jauh lagi apakah embrio yang berkembang dianggap sebagai mahluk hidup.

Penggunaan stem cell yang berasal dari surplus zigot pembuatan bayi tabung sendiri.  juga menimbulkan kontroversi. Pendapat yang moderat mengatakan ketimbang surplus zigot itu dibuang, sebaiknya dipakai saja untuk penelitian. Sebaliknya ada juga yang berpendapat bahwa sisa itu harus dipelihara hingga zigot itu mati.

BAB III

KESIMPULAN

Sistem saraf pusat sebagai pengelola dan penyimpan informasi yang diterima dari system saraf tepi yang memiliki fungsi sebagai menerima implus dan menyalurkan respon.

DAFTAR PUSTAKA

Ganong , W.F. 2008. Fisiologi Kedokteran. Jakarta : EGC.

Saptra, Virgi. 2006. Dasar-dasar Stem Sel dan potensi Aplikasinya dalam Ilm Kedokteran.         Jakarta: PT. Kalbe Farme Tbk

Sherwood L. 2011. Fisiologi Manusia: Dari sel ke Sistem. Edisi 6. Jakarta: EGC

Sherwood L. Human Physiology: From Cells to Systems. Cengage Learning; 2011. 974 p.

Snell,Richard S.2012. Neuroanatomi Klinik.Jakarta : EGC.

Tortora, G.J., Derrickson, B., 2012. Principles of Anatomy and Physiology. 13^th ed. USA: John Wiley & Sons

Halim, Danny, dkk. 2010. Stem Cell Dasar Teori & Aplikasi Klinis. Jakarta: Erlangga.