CogniFit - Otak Manusia

Apa itu otak?

Otak adalah organ kompleks yang terletak di dalam tengkorak dan mengatur aktivitas sistem saraf kita. Otak merupakan bagian dari Sistem Saraf Pusat (SSP). Otak terletak di bagian anterior dan superior rongga tengkorak, dan terdapat di semua ruas tulang belakang. Otak mengapung di dalam tengkorak dalam cairan bening, yang disebut cairan serebrospinal, yang melindunginya secara fisik dan imunologis.

Apakah otak merupakan otot? Meskipun secara umum dikatakan bahwa otak harus dilatih dan dilatih seperti otot untuk mencegah atrofi, kita sebenarnya harus memahami bahwa otak bukanlah otot . Otak tidak terdiri dari miosit, seperti otot kita, melainkan jutaan neuron yang saling terhubung oleh akson dan dendrit. Mereka mengatur setiap fungsi otak dan tubuh kita. Mulai dari bernapas, makan atau berlari, hingga kemampuan untuk bernalar, jatuh cinta, atau berdebat, dll.

Apa fungsi otak kita? Fungsi Otak

Sebagai bagian mendasar dari sistem saraf pusat, otak dapat didefinisikan sebagai "manajer" yang mengendalikan dan mengatur sebagian besar fungsi otak dan tubuh . Dari fungsi otak yang vital seperti bernapas hingga fungsi lain seperti rasa lapar atau haus, dan akhirnya ke fungsi yang lebih tinggi seperti penalaran, perhatian, dan ingatan (Corbetta & Shulman, 2002). Otak bertanggung jawab untuk memastikan semua fungsi sadar dan bawah sadar ini terlaksana.

Segala sesuatu yang terjadi dalam hidup kita, saat kita terjaga atau tertidur, baik itu bernapas, menelan, melihat, mendengar, menyentuh, membaca atau menulis, bernyanyi atau menari, berpikir dalam hati atau berbicara keras, mencintai atau membenci, merencanakan atau bertindak secara spontan, dll., semuanya berkat otak kita. Berikut ini adalah beberapa fungsinya:

• Mengendalikan fungsi vital: Seperti mengendalikan suhu tubuh, tekanan darah, detak jantung, pernafasan, tidur, makan, dan lain-lain.
• Menerima, memproses, mengintegrasikan, dan menafsirkan semua informasi yang kita terima melalui indera kita: Penglihatan, pendengaran, pengecapan, sentuhan, penciuman.
• Mengendalikan gerakan dan postur tubuh kita: Berjalan, berlari, berbicara, berdiri.
• Ia bertanggung jawab atas emosi dan perilaku kita.
• Memungkinkan kita berpikir , bernalar, merasakan, menjadi, dan sebagainya.
• Mengendalikan keterampilan kognitif superior : Memori, pembelajaran, persepsi, fungsi eksekutif, dll. (Miller, 2000; Miller & Cohen, 2001)

"Manusia harus tahu bahwa dari otaklah kegembiraan, kesenangan, tawa dan kegembiraan muncul, dan kesedihan, duka, keputusasaan, dan ratapan. Dan melalui ini, dengan cara yang istimewa, kita memperoleh kebijaksanaan dan pengetahuan, dan melihat dan mendengar, dan mengetahui apa yang buruk dan apa yang baik, apa yang buruk dan apa yang baik, apa yang manis dan apa yang tidak enak... Dan melalui organ yang sama kita menjadi gila dan mengigau, dan ketakutan dan kengerian menyerang kita... Semua hal ini kita tanggung dari otak, ketika otak tidak sehat... Saya berpendapat bahwa otak menjalankan kekuatan terbesar dalam diri manusia" Hippocrates (IV SM) Tentang Penyakit Suci.

Hipokrates tahu saat itu, otak manusia adalah salah satu ciptaan yang paling rumit, penuh teka-teki, dan sekaligus paling sempurna di alam semesta . Berkat kemajuan teknologi dalam pencitraan saraf, kedokteran, biologi, psikologi, dan ilmu saraf, kita telah mampu mengungkap misteri besar tentang anatomi dan cara kita berfungsi. Namun, masih banyak pertanyaan yang belum terjawab.

Bagian-bagian otak

Semua vertebrata (hewan bertulang) memiliki otak, meskipun ukuran, bentuk, dan karakteristik tertentu dapat sangat bervariasi dari satu spesies ke spesies lainnya. Berikut ini adalah otak manusia yang terdiri dari bagian-bagian berikut:

• Otak , terdiri dari korteks serebral (hemisfer dan lobus serebral). Korteks serebral dibagi menjadi beberapa area: lobus frontal (A), lobus parietal (B), korteks cingulate (C), lobus oksipital (D), lobus temporal, dan korteks insular (keduanya tersembunyi dalam gambar). Selain itu, lobus ini dibagi dua menjadi dua hemisfer: kanan dan kiri. Struktur subkortikal merujuk pada struktur yang berada di bawah korteks serebral, seperti badan kalus (1) yang menghubungkan kedua hemisfer, talamus (2), ganglia basal, amigdala, hipokampus, dan badan mammillary (6). Ia bertugas untuk mengintegrasikan semua informasi yang dikumpulkan oleh organ sensorik kita dan mengatur respons. Ia mengendalikan fungsi motorik, emosional, dan semua fungsi kognitif yang lebih tinggi: penalaran, ekspresi emosi, memori (Squire, 1992), pembelajaran, dll.
• Otak kecil (10): Ini adalah organ terbesar kedua di ensefalon, dan terutama terlibat dalam mengendalikan postur dan gerakan.
• Hipotalamus (4), kelenjar pituitari (5) dan kelenjar pineal (11) bertanggung jawab atas fungsi visceral seperti mengatur suhu tubuh dan perilaku dasar, seperti makan, respon seksual, kesenangan, agresi, dll. Kelenjar pineal memiliki peran penting dalam sinkronisasi pelepasan hormon melatonin, yang terlibat dalam pengaturan siklus tidur/bangun, yang dikoordinasikan dengan kiasma optik (3).
• Batang Otak : terdiri dari sumsum tulang belakang (9), pons (8), dan otak tengah (7). Batang otak mengendalikan fungsi otomatis, seperti tekanan darah dan detak jantung, gerakan limbik, dan fungsi visceral, seperti pencernaan atau buang air kecil.

Karakteristik otak manusia

Berapa berat otak manusia? Seberapa besar otak itu? Berapa banyak neuron yang kita miliki?

• Korteks serebral pada manusia merupakan salah satu yang paling berkembang dan kompleks di antara semua spesies hewan. Tidak hanya lebih besar, tetapi juga tergulung dan terlipat ke belakang, membentuk alur dan lipatan yang membuatnya tampak keriput.
• Ensefalon manusia beratnya sekitar 1,4-1,5 kilogram (3,3 pon), dan memiliki volume sekitar 1130 cc (69 ci) pada wanita dan 1260 cc (77 ci) pada pria.
• Otak ditutupi oleh selaput yang disebut meninges yang melindungi tengkorak saat terbentur.
• Untuk perlindungan lebih, otak "mengapung" dalam cairan serebrospinal.
• Diperkirakan terdiri dari lebih dari 100 miliar sel saraf, sebagian besar sel glia dan neuron.

NEURON: Adalah sel yang terspesialisasi dalam menerima, memproses, dan mengirimkan informasi pada tingkat interseluler dan intraseluler. Hal ini dilakukan melalui sinyal elektrokimia (pulsa saraf) yang disebut potensial aksi. Secara struktural, neuron memiliki elemen sitoplasma yang sama dan informasi genetik yang sama dengan sel-sel lain dalam organisme. Neuron terdiri dari tiga bagian:

• Badan sel atau soma : merupakan bagian utama sel yang berisi nukleus (dengan DNA), retikulum endoplasma dan ribosom (menghasilkan protein), dan mitokondria (menghasilkan energi). Soma merupakan tempat berlangsungnya sebagian besar fungsi metabolisme sel. Jika soma mati, sel pun mati.
• Akson : merupakan perpanjangan yang keluar dari soma seluler. Akson adalah jenis "kabel" yang memiliki tombol terminal (varises) di ujungnya, yang merupakan titik kontak sinaptik, tempat pulsa saraf ditransmisikan (elemen pra-sinaptik). Panjang akson dapat bervariasi dari neuron ke neuron: ada beberapa yang sangat pendek (kurang dari 1 mm), dan yang lainnya sangat panjang (lebih dari satu yard, yang biasanya merupakan saraf perifer seperti neuron motorik). Beberapa akson (terutama neuron motorik dan sensorik) ditutupi oleh lapisan mielin yang mempercepatnya dan membuatnya lebih mudah untuk mengirimkan informasi. Semakin banyak mielin yang dimiliki akson, semakin kuat ia akan sampai ke saraf impuls. Neuron yang memiliki mielin paling banyak adalah neuron perifer (sensorik dan motorik), yang merupakan tempat informasi harus menempuh perjalanan terjauh.
• Dendrit : adalah beberapa ujung saraf yang keluar dari soma selular yang bercabang membentuk pohon. Dendrit merupakan komponen utama untuk penerimaan informasi (elemen pasca sinaptik), dan memungkinkan terjadinya komunikasi antara dua neuron.

SEL GLIAL: Merupakan jenis sel yang paling banyak terdapat di dalam sistem saraf pusat. Sel ini memiliki kemampuan untuk membelah diri di dalam otak orang dewasa (neurogenesis), dan keberadaannya diperlukan agar otak dapat berfungsi dengan baik. Sel-sel ini membentuk penopang struktural bagi neuron, melapisi akson dengan mielin untuk transmisi sinaptik yang lebih baik (sel Schwann), berperan dalam nutrisi sel, berpartisipasi dalam mekanisme regenerasi dan perbaikan saraf, dalam mekanisme imunisasi, menjaga sawar darah, dll. Ada berbagai jenis sel glia, di antaranya adalah astrosit, oligodendrosit, dan mikroglia. Di dalam sistem saraf tepi, terdapat sel Schwann, sel satelit, dan makrofag.

Bagaimana cara kerja otak?

Ia bekerja dengan mengirimkan informasi antara neuron (atau sel reseptor atau efektor lainnya) melalui pulsa elektrokimia. Pengiriman informasi ini dihasilkan selama sinapsis. Selama sinapsis, neuron dan sel terhubung dan melalui muatan kimia dan pulsa listrik dan neurotransmitter dipertukarkan, yang bertugas mengaktifkan atau menghambat aksi sel lainnya. Tombol terminal akson adalah elemen pra-sinaptik komunikasi saraf, yang melaluinya neuron membangun komunikasi dengan dendrit, soma, atau bahkan akson lainnya.

Semua transmisi informasi oleh neuron ini terjadi hanya dalam hitungan milidetik. Ratusan koneksi yang memungkinkan kita untuk memahami, menghayati, dan bereaksi dengan tepat terkoordinasi. Kita menerima ribuan masukan, dan kita menghasilkan ribuan keluaran dalam hitungan detik, dan semuanya bekerja dengan ketepatan seperti jam tangan Swiss.

Bagaimana otak manusia berkembang?

Perkembangan otak manusia dimulai pada tahap embrio dan berakhir pada masa muda . Setelah hanya 4 minggu setelah pembuahan, otak mulai membentuk tabung saraf yang merupakan kunci dalam perkembangan sistem saraf. Proses yang sangat cepat dimulai setelah itu, di mana proses proliferasi, migrasi, dan diferensiasi sel dimulai, di mana pembentukan dan perkembangan otak akan terjadi. Neuron diproduksi dalam tabung saraf dan kemudian bermigrasi untuk membentuk bagian-bagian penting darinya. Terakhir, mereka dibedakan dan terspesialisasi dalam fungsi yang akan mereka miliki.

Telah dihitung bahwa pada tahap pranatal hingga 250.000 sel dapat diproduksi per menit. Faktanya, ensefalon bayi saat lahir sudah memiliki semua sel saraf yang dibutuhkannya, tetapi belum terhubung. Selama dua tahun pertama, koneksi ini mulai terbentuk yang dimediasi oleh komponen genetik, tetapi terutama melalui interaksi dengan lingkungan dan rangsangan yang diterimanya. Proses mylenisasi (proses di mana serat saraf ditutupi dengan lapisan lemak isolasi yang mentransfer informasi) mempermudah hal ini dengan lebih cepat, dan proses ini bertanggung jawab untuk meningkatkan ukuran ensefalon.

Dari usia 0-12 bulan : Bayi belum mengembangkan sumsum tulang belakang, itulah sebabnya mereka hanya merespons rangsangan refleks dan fungsi dasar untuk bertahan hidup seperti tidur, makan, atau menangis. Saat mereka berhubungan dengan lingkungannya, koneksi baru akan tercipta, dan mereka akan cepat mempelajari hal-hal seperti cara mengarahkan mata, mengulang suara, memahami bahasa, dll.

Pada usia 3 tahun : ukurannya sudah hampir 80% dari ukuran dewasanya, dan sistem limbik serta korteks serebral sudah cukup berkembang. Hal ini memungkinkan anak-anak untuk mengekspresikan diri dan mengenali emosi, bermain, serta mulai berhitung dan berbicara. Itulah sebabnya mengapa pada usia ini dianggap bahwa ia memiliki plastisitas maksimum, atau neuroplastisitas, di mana bahkan jika suatu area rusak, ia akan mendapatkan kembali fungsinya (karena belum sepenuhnya terspesialisasi).

Perkembangannya tidak berhenti sampai setelah masa muda : Area yang membutuhkan waktu paling lama untuk matang adalah lobus frontal, yang mengkhususkan diri dalam perilaku, penalaran, pemecahan masalah, dll.

Akan tetapi, bahkan ketika pematangannya berakhir di masa muda, ia terus melanjutkan proses neurogenesisnya (pembentukan neuron baru), dan neuron-neuron tersebut dapat menciptakan koneksi baru melalui pelatihan dan penguatan. Inilah dasar dari neuroplastisitas.

Apakah mungkin untuk melatih dan meningkatkan otak? Bagaimana CogniFit membantu

Berkat neuroplastisitas dan kemampuan otak kita untuk membuat koneksi baru dan memperkuat koneksi lama, kita dapat meningkatkan kapasitas kognitif kita.

Referensi

Corbetta, M. dan Shulman, GL (2002). Pengendalian perhatian yang diarahkan pada tujuan dan rangsangan di otak. Nat Rev Neurosci, 3 (3), 201-215.

Miller, EK (2000). Korteks prefrontal dan kontrol kognitif. Nat Rev Neurosci, 1 (1), 59-65.

Miller, EK dan Cohen, JD (2001). Teori integratif fungsi korteks prefrontal. Annu Rev Neurosci, 24, 167-202.

Squire, LR (1992) Memori dan hipokampus: sintesis dari temuan pada tikus, monyet, dan manusia. Psychol Rev, 99, hlm. 195-231.