Sistem saraf pusat (SSP) terdiri dari otak dan sumsum tulang belakang, mengintegrasikan dan mengkoordinasikan kegiatan seluruh tubuh. Melalui organ-organ fisik ini, pikiran, emosi, dan sensasi dialami, dan gerakan diatur. Metabolisme jangka panjang dan jangka pendek dan homeostasis diatur melalui interaksi yang erat dengan sistem endokrin.
Meskipun SSP secara fungsional terbuat dari neuron, tipe sel lain seperti sel glial memainkan peran pendukung yang penting. Beberapa saraf kranial, seperti saraf optik dan penciuman, juga dianggap sebagai bagian dari sistem saraf pusat.
Fungsi Sistem Saraf Pusat
Fungsi utama dari sistem saraf pusat adalah integrasi dan koordinasi. SSP menerima masukan dari berbagai sumber yang berbeda, dan menerapkan respons yang sesuai terhadap rangsangan, dengan cara yang kohesif. Misalnya, untuk dapat berjalan, SSP membutuhkan isyarat visual dan integumen – tekstur permukaan, kemiringannya, adanya hambatan, dan sebagainya. Berdasarkan rangsangan ini, SSP mengubah kontraksi otot rangka. Begitu bayi belajar berjalan, hal ini terjadi tanpa disengaja, tidak lagi membutuhkan pikiran sadar atau konsentrasi. Proses serupa untuk menerima rangsangan kompleks dan menghasilkan respons terkoordinasi diperlukan untuk berbagai kegiatan yang sangat beragam – apakah itu menyeimbangkan siklus, mempertahankan percakapan, atau memasang respons imun.
SSP, terutama otak, dianggap sebagai kursi fisik untuk sebagian besar fungsi mental tingkat tinggi, dengan koneksi neuron membentuk dasar untuk pemikiran dan retensi memori. Otak memainkan peran penting dalam perkembangan bicara, bahasa dan komunikasi, yang melibatkan asosiasi simbol-simbol abstrak dan suara dengan objek dan emosi konkret. Motivasi, ambisi, penghargaan dan kepuasan juga dimediasi melalui koneksi neuronal di SSP. Pada saat yang sama, sistem limbik otak juga mengendalikan emosi dan dorongan yang paling mendasar, seperti kesenangan, ketakutan, kemarahan, kelaparan, haus, kantuk, dan hasrat seksual. Selain itu, refleks tidak sadar dimediasi oleh sumsum tulang belakang, memberikan perlindungan dan mencegah cedera dengan cepat.
SSP secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi hampir setiap sistem organ internal, baik yang berhubungan dengan pernapasan, pencernaan, ekskresi, sirkulasi atau reproduksi.
Contoh Kegiatan Sistem Saraf Pusat
Kunci pekerjaan SSP adalah integrasi. Ia menerima input dari berbagai sumber dan menciptakan respons yang kohesif. Ini sangat penting bagi hewan dalam struktur sosial yang kompleks, seperti manusia. Misalnya, bertemu teman lama dan mengobrol sambil minum kopi bisa terasa seperti acara santai. Namun, untuk memfasilitasi interaksi yang sukses, SSP perlu dimulai dengan aktivitas. Ini dimulai ketika Anda melihat teman itu dan mengenalinya – otak Anda mengkorelasikan sinyal neurokimiawi yang diterima dari saraf optik dengan gambar yang Anda miliki dalam memori. Ini berlanjut dengan ingatan akan pengalaman umum dan tergelincir ke dalam bahasa sehari-hari sebelumnya.
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa SSP bahkan dapat mengaitkan bahasa tubuh yang berbeda dengan orang atau peristiwa yang berbeda. Anda mungkin mendapati diri Anda menggunakan frasa yang tidak ada dalam kosakata Anda selama bertahun-tahun, atau sedikit mengubah aksen dan postur tubuh Anda, tanpa menyadarinya secara aktif. SSP mengambil memori, berkorelasi dengan saat ini (pemandangan teman Anda dan percakapan Anda) untuk menghasilkan respons emosional serta fisiologis. Mungkin diakhiri dengan otak mengarahkan otot rangka untuk berjalan menuju kedai kopi, menginstruksikan pita suara untuk mengeluarkan undangan, dan bahkan menggunakan pemahaman Anda tentang penanda budaya untuk menentukan apakah pelukan atau jabat tangan akan menjadi akhir yang tepat untuk pertemuan tersebut.
Anatomi Sistem Saraf Pusat
Pada vertebrata, otak dan sumsum tulang belakang terbungkus dalam rongga tulang, dengan otak berada di dalam tengkorak, dan kolom vertebra melindungi sumsum tulang belakang. Tiga penutup membran, yang disebut meninges, memberikan dukungan mekanis dan perlindungan ke sistem saraf pusat. Meninges ini disebut pia mater, araknoid mater, dan dura mater. Pia mater adalah lapisan yang paling dekat dengan jaringan saraf dan dura mater terletak di sebelah tulang. Selain itu, cairan serebrospinal (CSF), diproduksi di empat rongga ventrikel otak, mengalir antara pia mater dan arachnoid mater, memberikan perlindungan dari patogen dan dukungan mekanis ke seluruh sistem saraf pusat. Sel glial khusus yang disebut sel ependymal menghasilkan CSF.
Otak tersusun dari otak besar, otak kecil dan batang otak. Serebrum terdiri dari dua belahan besar yang dibatasi oleh pita tebal serabut saraf yang disebut korpus kalosum. Setiap hemisfer atau belahan dapat dibagi menjadi empat lobus – lobus frontal, parietal, temporal, dan oksipital. Masing-masing lobus ini relatif berbeda fungsinya, berkaitan dengan tingkat kognisi yang lebih tinggi (lobus frontal), input somatosensorik (lobus parietal), rangsangan pendengaran (lobus temporal) atau rangsangan visual (lobus oksipital). Lokalisasi fungsi pada lobus yang berbeda pada awalnya ditemukan pada pasien dengan kerusakan otak. Penelitian lebih lanjut telah menunjukkan beberapa tingkat plastisitas serta komunikasi dan integrasi antara neuron di berbagai lobus.
Lapisan luar otak disebut korteks serebral dan biasanya berwarna abu-abu merah muda, dan berisi sel-sel saraf. Ini dapat dibagi berdasarkan fungsi menjadi area sensorik, motorik dan asosiasi seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Misalnya, korteks sensorik primer menerima input sensorik dari tubuh dan juga dari organ indera khusus. Area motorik terlibat dalam kontrol dan pelaksanaan kegiatan motorik sadar. Area asosiasi diperlukan untuk persepsi, pemikiran abstrak, dan menghubungkan input sensorik baru dengan ingatan.
Demarkasi ini dari korteks serebral biasanya diwakili secara bilateral di kedua belahan seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.
Otak kecil lebih kecil dari otak besar, terbuat dari dua lobus, dan terletak di belakang batang otak. Ini terlibat dalam koordinasi berbagai kelompok otot untuk menghasilkan gerakan yang lancar, mengendalikan postur dan keseimbangan. Neuron telinga bagian dalam yang terkait dengan keseimbangan menyampaikan informasi mereka ke otak kecil, yang juga menerima input pendengaran dan visual.
Batang otak terbuat dari tiga bagian – otak tengah, pons dan medula oblongata. Medula mengendalikan sebagian besar tindakan tidak disengaja, sementara otak tengah dan pons dikaitkan dengan fungsi sensorik, eksitasi, dan motivasi. Batang otak menghubungkan otak dengan sumsum tulang belakang.
Sumsum tulang belakang sekitar 17 inci panjangnya, meruncing sepanjang kolom tulang belakang pada manusia, mulai di dekat tulang oksipital dan berakhir di daerah lumbar tulang belakang. Ini menghubungkan otak dengan sebagian besar tubuh sementara juga mengandung jaringan saraf independen untuk pembentukan pola dan untuk menjalankan refleks. Ini dapat dibagi menjadi 31 segmen, masing-masing menimbulkan sepasang saraf tulang belakang. Saraf tulang belakang membawa sinyal sensorik dan motorik antara tubuh dan sumsum tulang belakang. Bagian tengah sumsum tulang belakang terdiri dari kolom abu-abu berbentuk H yang berisi badan sel neuron sumsum tulang belakang. Akson myelinated dari neuron-neuron ini membentuk materi putih.
Gangguan Sistem Saraf Pusat
SSP dapat diserang oleh patogen – bakteri (meningitis bakterial), virus (ensefalitis virus), jamur (meningitis jamur, abses) atau parasit (toksoplasmosis, sistiserkosis). Atau, SSP dapat menjadi situs sekunder untuk infeksi pada tahap lanjut penyakit dari organ yang berbeda, seperti pada TBC atau sifilis. Meninges yang menutupi sistem saraf pusat sangat rentan terhadap infeksi, terutama ketika trauma kepala memungkinkan patogen dari organ lain mengakses jaringan halus ini, melalui cairan serebrospinal.
SSP juga sangat rentan terhadap perubahan dalam jaringan vaskular yang memasok nutrisi penting, glukosa dan oksigen. Blok di pembuluh darah atau kapiler pecah dapat menyebabkan stroke karena kematian sel saraf. Tergantung pada lokasi cedera dan jenis perawatan medis yang diterima, individu tersebut dapat menderita kehilangan fungsi sensorik, motorik, kognitif atau asosiatif. Beberapa orang kehilangan kemampuan bahasa (aphasia), beberapa kehilangan ingatan sementara yang lain mungkin kehilangan berbagai gerakan sadar (kelumpuhan).
Neuron memiliki kapasitas terbatas untuk regenerasi dan plastisitas. Oleh karena itu, penyakit yang menyebabkan penumpukan puing-puing atau protein yang tidak terlipat di dalam sel-sel tubuh sangat melemahkan sistem saraf. Penyakit seperti penyakit Alzheimer dan Parkinson adalah gangguan neurodegeneratif progresif. Gejala menjadi lebih melemahkan dengan bertambahnya usia, dan sementara ada faktor genetik yang jelas terlibat dalam beberapa penyakit ini (penyakit Huntington) di sebagian besar penyakit neurodegeneratif lainnya, baik faktor genetik dan lingkungan tampaknya terlibat.
Penyebab penyakit Alzheimer masih belum diketahui, meskipun otopsi pasien yang menderita penyakit sering mengungkapkan plak protein di otak. Mungkin ada keterlibatan defisiensi neurotransmitter, agregat protein spesifik, perubahan struktur pembuluh darah otak, pembesaran ventrikel otak dan penyusutan jaringan aktif di korteks serebral.
Penyakit Parkinson melibatkan hilangnya kemampuan motorik secara progresif, mulai dari keterampilan motorik halus, dan perubahan pada postur dan keseimbangan. Seiring waktu, semua gerakan yang disengaja menjadi sulit. Wilayah utama otak yang terkena penyakit ini adalah substantia nigra, daerah di otak tengah. Seperti pada Alzheimer, penyebab pasti penyakit Parkinson tidak diketahui.
Akhirnya, SSP juga bisa dipengaruhi oleh tumor dan pertumbuhan kanker. Gejala-gejalanya akan tergantung pada lokasi pertumbuhan, ukuran, keganasan, dan tempat asal. Karena itu mereka dapat menyebabkan sakit kepala, kehilangan kemampuan kognitif, gangguan pendengaran, perubahan kontrol motorik dan fungsi otonom. Pertumbuhan tumor dapat timbul dari berbagai faktor – paparan radiasi pengion, polutan lingkungan karsinogenik, infeksi retroviral, mutasi genetik yang diwariskan, atau dapat berasal secara idiopatik, tanpa agen penyebab yang jelas.
