Biofis Kelompok 3.docx

3.1 SISTEM SARAF PUSAT Sistem saraf adalah suatu jaringan saraf yang kompleks, sangat khusus dan saling berhubungan satu dengan yang lain. Sistem saraf mengkoordinasi, menafsirkan dan mengontrol interaksi antara individu dengan lingkungan lainnya. Sistem tubuh yang pentng ini juga mengatur kebanyakan aktivitas system-system tubuh lainnya, karena pengaturan saraf tersebut maka terjalin komunikasi antara berbagai system tubuh hingga menyebabkan tubuh berfungsi sebagai unit yang harmonis. Dalam system inilah berasal segala fenomena kesadaran, pikiran, ingatan, bahasa, sensasi dan gerakan. Jadi kemampuan untuk dapat memahami, belajar dan memberi respon terhadap suatu rangsangan merupakan hasil kerja integrasi dari system saraf yang puncaknya dalam bentuk kepribadian dan tingkah laku individu. Jaringan saraf terdiri Neuroglia dan Sel schwan (sel-sel penyokong) serta Neuron (sel-sel saraf). Kedua jenis sel tersebut demikian erat berkaitan dan terintegrasi satu sama lainnya sehingga bersama-sama berfungsi sebagai satu unit. Fungsi dari sel syaraf sendiri adalah sebagai alat pengatur dan pengendali alatalat tubuh, maka sistem saraf mempunyai 3 fungsi utama yaitu : 1. Sebagai Alat Komunikasi Sebagai alat komunikasi antara tubuh dengan dunia luar, hal ini dilakukan oleh alat indera, yang meliputi : mata, hidung, telinga, kulit dan lidah. Dengan adanya alat-alat ini, maka kita akan dengan mudah mengetahui adanya perubahan yang terjadi disekitar tubuh kita. 2. Sebagai Alat Pengendali

1

Sebagai pengendali atau pengatur kerja alat-alat tubuh, sehingga dapat bekerja serasi sesuai dengan fungsinya. Dengan pengaturan oleh saraf, semua organ tubuh akan bekerja dengan kecepatan dan ritme kerja yang akurat. 3.

Sebagai Pusat Pengendali Tanggapan Saraf merupakan pusat pengendali atau reaksi tubuh terhadap perubahan atau reaksi tubuh terhadap perubahan keadaan sekitar. Karena saraf sebagai pengendali atau pengatur kerja seluruh alat tubuh, maka jaringan saraf terdapat pada seluruh pada seluruh alat-alat tubuh kita.

3.1.1 Biolistrik dan Hukum Biolistrik Biolistrik adalah daya listrik hidup yang terdiri dari pancaran elektronelektron yang keluar dari setiap titik tubuh (titik energi) dan muncul akibat adanya rangsangan penginderaan. Pikiran kita terdiri dari daya listrik hidup, semua daya ini berkumpul didalam pusat akal didalam otak dalam bentuk potensi daya listrik. Dari pusat akal, daya ini kemudian diarahkan ke seluruh anggota tubuh kita, yang kemudian bergerak oleh perangsangnya. Potensi daya listrik hidup ini, yang tertimbun didalam pusat akal harus di tuntut oleh sesuatu supaya mengalir untuk mengadakan gerakan tubuh kita atau bagian-bagian tubuh lainnya. (Gabriel J, 1996) Biolistrik merupakan energi yang dimiliki setiap manusia yang bersumber dari ATP (Adenosine Tri Posphate), dimana ATP ini di hasilkan oleh salah satu energi yang bernama mitchondria melalui proses respirasi sel. Biolistrik juga merupakan fenomena sel. Sel-sel mampu menghasilkan potensial listrik yang merupakan lapisan tipis muatan positif pada permukaan luar dan lapisan tipis muatan negative pada permukaan dalam bidang batas/membran. Kemampuan sel syaraf (neurons) menghantarkan isyarat biolistrik sangat penting. Transmisi sinyal biolistrik (TSB) mempunyai sebuah alat yang dinamakan Dendries yang berfungsi mentransmsikan isyarat dari sensor ke

2

neuron. Aktifitasi bolistrik pada suatu otot dapat menyebar ke seluruh tubuh seperti gelombang pada permukaan air. Beberapa hukum yang berkaitan dengan biolistrik adalah hukum Ohm dan Hukum Joule . Hukum Ohm menyatakan bahwa: “Perbedaan potensial antara ujung konduktor berbanding langsung dengan arus yang melewati, dan berbanding terbalik dengan tahanan dari konduktor”. Sehingga dapat di rumuskan R = V/I Dengan : R= hambatan (Ω) V= tegangan (Volt) I = Arus (A)

(Ishaq,2007)

Sedangkan untuk hukum Joule menyatakan bahwa : “Arus listrik yang melewati konduktor dengan beda potensial (V), dalam waktu tertentu akan menimbulkan panas” Sehingga dirumuskan dengan Q =V I t Dengan : Q : energi panas yang ditimbulkan (joule) V : tegangan (Volt), I : arus (A), t : waktu lamanya arus mengalir (second). 3.1.2

Bagian- bagian Sel Syaraf Sel saraf terdiri dari Neuron dan Sel Pendukung

1. Neuron Adalah unit fungsional sistem saraf yang terdiri dari badan sel dan perpanjangan sitoplasma. a) Badan sel atau perikarion Suatu neuron mengendalikan metabolisme keseluruhan neuron.

3

Bagian ini tersusun dari komponen berikut : 

Satu nukleus tunggal, nucleolus yang menanjol dan organel lain seperti konpleks golgi dan mitochondria, tetapi nucleus ini tidak memiliki sentriol dan tidak dapat bereplikasi.



Badan nissi, terdiri dari reticulum endoplasma kasar dan ribosom-ribosom bebas serta berperan dalam sintesis protein.



Neurofibril yaitu neurofilamen dan neurotubulus yang dapat dilihat melalui mikroskop cahaya jika diberi pewarnaan dengan perak. b) Dendrit Perpanjangan sitoplasma yang biasanya berganda dan pendek serta berfungsi untuk menghantar impuls ke sel tubuh. c) Akson Suatu prosesus tunggal, yang lebih tipis dan lebih panjang dari dendrite. Bagian ini menghantar impuls menjauhi badan sel ke neuron lain, ke sel lain (sel otot atau kelenjar) atau ke badan sel neuron yang menjadi asal akson.

Gambar 2.1 Stuktur Neuron (Sumber : Dienhar, 1979)

4

3.1.3 Sel Neuroglia Neuroglia (berasal dari nerve glue) mengandung berbagai macam sel yang secara keseluruhan menyokong, melindungi, dan sumber nutrisi sel saraf pada otak dan medulla spinalis, sedangkan sel Schwann merupakan pelindung dan penyokong neuron-neuron diluar sistem saraf pusat. Neuroglia jumlahnya lebih banyak dari selsel neuron dengan perbandingan sekitar sepuluh banding satu. Ada empat sel neuroglia yang berhasil diindentifikasi yaitu : a) Astrosit adalah sel berbentuk bintang yang memiliki sejumlah prosesus panjang, sebagian besar melekat pada dinding kapilar darah melalui pedikel atau “kaki vascular”. Berfungsi sebagai “sel pemberi makan” bagi neuron yang halus. Badan sel astroglia berbentuk bintang dengan banyak tonjolan dan kebanyakan berakhir pada pembuluh darah sebagai kaki perivaskular. Bagian ini juga membentuk dinding perintang antara aliran kapiler darah dengan neuron, sekaligus mengadakan pertukaran zat diantara keduanya. Dengan kata lain, membantu neuron mempertahankan potensial bioelektris yang sesuai untuk konduksi impuls dan transmisi sinaptik. Dengan cara ini pula sel-sel saraf terlindungi dari substansi yang berbahaya yang mungkin saja terlarut dalam darah, tetapi fungsinya sebagai sawar darah otak tersebut masih memerlukan pemastian lebih lanjut, karena diduga celah endothel kapiler darahlah yang lebih berperan sebagai sawar darah otak. b) Oligodendrosit menyerupai astrosit, tetapi badan selnya kecil dan jumlah prosesusnya lebih sedikit dan lebih pendek. Merupakan sel glia yang bertanggung jawab menghasilkan myelin dalam susunan saraf pusat. Sel ini mempunyai lapisan dengan subtansi lemak mengelilingi penonjolan atau sepanjang sel saraf sehingga terbentuk selubung myelin. c) Mikroglia ditemukan dekat neuron dan pembuluh darah, dan dipercaya memiliki peran fagositik. Sel jenis ini ditemukan di seluruh sistem saraf pusat dan dianggap berperan penting dalam proses melawan infeksi.

5

d) Sel ependimal membentuk membran spitelial yang melapisi rongga serebral dan ronggal medulla spinalis. Merupakan neuroglia yang membatasi system ventrikel sistem saraf pusat. Sel-sel inilah yang merupakan epithel dari Plexus Coroideus ventrikel otak.

3.1.4 Selaput Myelin Merupakan suatu kompleks protein lemak berwarna putih yang mengisolasi tonjolan saraf. Mielin menghalangi aliran Natrium dan Kalium melintasi membran neuronal dengan hamper sempurna. Selubung myelin tidak kontinu di sepanjang tonjolan saraf dan terdapat celah-selah yang tidak memiliki myelin, dinamakan nodus ranvier, Tonjolan saraf pada sumsum saraf pusat dan tepi dapat bermielin atau tidak bermielin. Serabut saraf yang mempunyai selubung myelin dinamakan serabut myelin dan dalam sistem saraf pusat dinamakan massa putih (substansia Alba). Serabutserabut yang tak bermielin terdapat pada massa kelabu (subtansia Grisea). Myelin ini berfungsi dalam mempercepat penjalaran impuls dari transmisi di sepanjang serabut yang tak bermyelin karena impuls berjalan dengan cara “meloncat” dari nodus ke nodus lain di sepanjang selubung myelin. Cara transmisi seperti ini dinamakan konduksi saltatorik. Hal terpenting dalam peran myelin pada proses transmisi di sebaut saraf dapat terlihat dengan mengamati hal yang terjadi jika tidak lagi terdapat myelin disana. Pada orang-orang dengan Multiple Sclerosis, lapisan myelin yang mengelilingi serabut saraf menjadi hilang. Sejalan dengan hal itu orang tersebut mulai kehilangan kemampuan untuk mengontrol otot-otonya dan akhirnya menjadi tidak mampu sama sekali.

6

Gambar 2.4 Struktur Myelin dan Nodus Ranvier

3.1.5 Synaps Synaps merupakan tempat dimana

neuron

mengadakan

kontak dengan neuron lain atau dengan organ-organ efektor, dan merupakan satu-satunya tempat dimana suatu impuls dapat lewat dari suatu neuron ke neuron lainnya atau efektor. Ruang antara satu

neuron

dan

neuron

berikutnya dikenal dengan celah sinaptik (Synaptic cleft). Neuron yang menghantarkan impuls saraf menuju sinaps disebut neuron prasinaptik dan neuron yang membawa impuls dari sinaps disebut neuron postsinaptik. Gambar 2.5 Sinaps dari Neuron (sumber: Ganong, 2005)

Sinaps sangat rentan terhadap perubahan kondisi fisiologis : 1. Alkalosis Diatas PH normasl 7,4 meningkatkan eksitabilitas neuronal. Pada PH 7,8 konvulsi dapat terjadi karena neuron sangat mudah tereksitasi sehingga memicu output secara spontan. 2. Asidosis

7

Dibawah PH normal 7,4 mengakibatkan penurunan yang sangat besar pada output neuronal. Penurunan 7,0 akan mengakibatkan koma. 3. Anoksia Atau biasa yang disebut deprivasi oksigen, mengakibatkan penurunan eksitabilitas neuronal hanya dalam beberapa detik. 4. Obat-obatan Dapat meningkatkan atau menurunkan eksitabilitas neuronal. o Kafein menurunkan ambang untuk mentransmisi dan mempermudah aliran impuls. o Anestetik local (missal novokalin dan prokain) yang membekukan suatu area dapat meningkatkan ambang membrane untuk eksitasi ujung saraf. o Anastetik umum menurunkan aktivasi neuronal di seluruh tubuh.

3.1.6 Impuls Saraf Impuls yang diterima oleh reseptor dan disampaikan ke efektor akan menyebabkan terjadinya gerakan atau perubahan pada efektor. Gerakan tersebut adalah sebagai berikut. a. Gerak sadar Gerak sadar atau gerak biasa adalah gerak yang terjadi karena disengaja atau disadari. Impuls yang menyebabkan gerakan ini disampaikan melalui jalan yang panjang. Bagannya adalah sebagai berikut. Impuls > Reseptor > Saraf Sensorik > Otak > Saraf Motorik > Efektor (Otot)

b. Gerak refleks Gerak refleks adalah gerak yang tidak disengaja atau tidak disadari. Impuls yang menyebabkan gerakan ini disampaikan melalui jalan yang sangat singkat dan tidak melewati otak.. Contoh gerak refleks adalah sebagai berikut:

8



Terangkatnya kaki jika terinjak sesuatu.



Gerakan menutup kelopak mata dengan cepat jika ada benda asing yang masuk ke mata.



Menutup hidung pada waktu mencium bau yang sangat busuk.



Gerakan tangan menangkap benda yang tiba-tiba terjatuh.



Gerakan tangan melepaskan benda yang bersuhu tinggi.

Pembagian Sistem Saraf

Gambar 2.8 Pembagian Sistem Saraf Sistem saraf dibagi dua yakni : 

Saraf Pusat berupa Otak dan Medulla Spinalis.



Saraf Tepi

Pada kesempatan kali ini kita akan membahas tentang sistem syaraf pusat

9

Sistem Syaraf Pusat Sistem saraf pusat merupakan pusat dari seluruh kendali dan regulasi pada tubuh, baik gerakan sadar atau gerakan otonom. Dua organ utama yang menjadi penggerak sistem saraf pusat adalah otak dan sumsum tulang belakang. Otak manusia merupakan organ vital yang harus dilindungi oleh tulang tengkorak. Sementara itu, sumsum tulang belakang dilindungi oleh ruas-ruas tulang belakang. Otak dan sumsum tulang belakang sama-sama dilindungi oleh suatu membran yang melindungi keduanya. Membran pelindung tersebut dinamakan meninges. Meninges dari dalam keluar terdiri atas tiga bagian, yaitu piameter, arachnoid, dan durameter. Cairan ini berfungsi melindungi otak atau sumsum tulang belakang dari goncangan dan benturan. Selaput ini terdiri atas tiga bagian, yaitu sebagai berikut: a) Piamater. Merupakan selaput paling dalam yang menyelimuti sistem saraf pusat. Lapisan ini banyak sekali mengandung pembuluh darah. b) Arakhnoid. Lapisan ini berupa selaput tipis yang berada di antara piamater dan duramater. c) Duramater. Lapisan paling luar yang terhubung dengan tengkorak. Daerah di antara piamater dan arakhnoid diisi oleh cairan yang disebut cairan serebrospinal. Dengan adanya lapisan ini, otak akan lebih tahan terhadap goncangan dan benturan dengan kranium. Kadangkala seseorang mengalami infeksi pada lapisan meninges, baik pada cairannya ataupun lapisannya yang disebut meningitis.

10

Gambar 2.9 Lapisan Otak (Sumber: Guyton. A, 1997) Otak Otak merupakan organ yang telah terspesialisasi sangat kompleks. Berat total otak dewasa adalah sekitar 2% dari total berat badannya atau sekitar 1,4 kilogram dan mempunyai sekitar 12 miliar neuron. Pengolahan informasi di otak dilakukan pada bagian-bagian khusus sesuai dengan area penerjemahan neuron sensorik. Permukaan otak tidak rata, tetapi berlekuk-lekuk sebagai pengembangan neuron yang berada di dalamnya. Semakin berkembang otak seseorang, semakin banyak lekukannya. Lekukan yang berarah ke dalam (lembah) disebut sulkus dan lekukan yang berarah ke atas (gunungan) dinamakan girus. Otak mendapatkan impuls dari sumsum tulang belakang dan 12 pasang saraf kranial. Setiap saraf tersebut akan bermuara di bagian otak yang khusus. Otak manusia dibagi menjadi tiga bagian utama, yaitu otak depan, otak tengah, dan otak belakang. Para ahli mempercayai bahwa dalam perkembangannya, otak vertebrata terbagi menjadi tiga bagian yang mempunyai fungsi khas. Otak belakang berfungsi dalam menjaga tingkah laku, otak tengah berfungsi dalam penglihatan, dan otak depan berfungsi dalam penciuman (Campbell, et al, 2006: 578)

11

Gambar 2.10 Otak (Sumber: Campbell,2006) a) Otak depan 

Otak depan terdiri atas otak besar (cerebrum), talamus, dan hipotalamus. Otak besar Merupakan bagian terbesar dari otak, yaitu mencakup 85% dari volume seluruh bagian otak. Bagian tertentu merupakan bagian paling penting dalam penerjemahan informasi yang Anda terima dari mata, hidung, telinga, dan bagian tubuh lainnya. Bagian otak besar terdiri atas dua belahan (hemisfer), yaitu belahan otak kiri dan otak kanan. Setiap belahan tersebut akan mengatur kerja organ tubuh yang berbeda.besar terdiri atas dua belahan, yaitu hemisfer otak kiri dan hemisfer otak kanan. Otak kanan sangat berpengaruh terhadap kerja organ tubuh bagian kiri, serta bekerja lebih aktif untuk pengerjaan masalah yang berkaitan dengan seni atau kreativitas. Bagian otak kiri mempengaruhi kerja organ tubuh bagian kanan serta bekerja aktif pada saat Anda berpikir logika dan penguasaan bahasa atau komunikasi. Di antara bagian kiri dan kanan hemisfer otak, terdapat jembatan jaringan saraf penghubung yang disebut dengan corpus callosum.

12

Gambar 2.11 Belahan pada Otak Besar (Sumber: Biology Concepts and Conection, 2006) 

Talamus



Mengandung badan sel neuron yang melanjutkan informasi menuju otak besar. Talamus memilih data menjadi beberapa kategori, misalnya semua sinyal sentuhan dari tangan. Talamus juga dapat menekan suatu sinyal dan memperbesar sinyal lainnya. Setelah itu talamus menghantarkan informasi menuju bagian otak yang sesuai untuk diterjemahkan dan ditanggapi. Hipotalamus Mengontrol kelenjar hipofisis dan mengekspresikan berbagai macam hormon. Hipotalamus juga dapat mengontrol suhu tubuh, tekanan darah, rasa lapar, rasa haus, dan hasrat seksual. Hipotalamus juga dapat disebut sebagai pusat kecanduan karena dapat dipengaruhi oleh obatobatan yang menimbulkan kecanduan, seperti amphetamin dan kokain. Pada bagian lain hipotalamus, terdapat kumpulan sel neuron yang berfungsi sebagai jam biologis. Jam biologis ini menjaga ritme tubuh harian, seperti siklus tidur dan bangun tidur. Di bagian permukaan otak besar terdapat bagian yang disebut telensefalon serta diensefalon. Pada bagian diensefalon, terdapat banyak sumber kelenjar yang menyekresikan hormon, seperti hipotalamus dan kelenjar pituitari (hipofisis). Bagian telensefalon merupakan bagian luar yang mudah kita amati dari model torso

13

Gambar 2.12 Pembagian Fungsi pada Otak Besar (Sumber: Biology Concepts and Conection, 2006) Beberapa bagian dari hemisfer mempunyai tugas yang berbeda terhadap informasi yang masuk. Bagian-bagian tersebut adalah sebagai berikut. a. Temporal, berperan dalam mengolah informasi suara. b. Oksipital, berhubungan dengan pengolahan impuls cahaya dari penglihatan. c. Parietal, merupakan pusat pengaturan impuls dari kulit serta berhubungan dengan pengenalan posisi tubuh. d. Frontal, merupakan bagian yang penting dalam proses ingatan dan perencanaan kegiatan manusia.

b) Otak tengah Otak tengah merupakan bagian terkecil otak yang berfungsi dalam sinkronisasi pergerakan kecil, pusat relaksasi dan motorik, serta pusat pengaturan refleks pupil pada mata. Otak tengah terletak di permukaan bawah otak besar (cerebrum). Pada otak tengah terdapat lobus opticus yang berfungsi sebagai pengatur gerak bola mata. Pada bagian otak tengah, banyak diproduksi neurotransmitter yang mengontrol pergerakan lembut. Jika terjadi kerusakan pada bagian ini, orang akan

14

mengalami penyakit parkinson. Sebagai pusat relaksasi, bagian otak tengah banyak menghasilkan neurotransmitter dopamin.

c) Otak belakang Otak belakang tersusun atas otak kecil (cerebellum), medula oblongata, dan pons varoli. Otak kecil berperan dalam keseimbangan tubuh dan koordinasi gerakan otot. Otak kecil akan mengintegrasikan impuls saraf yang diterima dari sistem gerak sehingga berperan penting dalam menjaga keseimbangan tubuh pada saat beraktivitas. Kerja otak kecil berhubungan dengan sistem keseimbangan lainnya, seperti proprioreseptor dan saluran keseimbangan di telinga yang menjaga keseimbangan posisi tubuh. Informasi dari otot bagian kiri dan bagian kanan tubuh yang diolah di bagian otak besar akan diterima oleh otak kecil melalui jaringan saraf yang disebut pons varoli. Di bagian otak kecil terdapat saluran yang menghubungkan antara otak dengan sumsum tulang belakang yang dinamakan medula oblongata. Medula oblongata berperan pula dalam mengatur pernapasan, denyut jantung, pelebaran dan penyempitan pembuluh darah, gerak menelan, dan batuk. Batas antara medula oblongata dan sumsum tulang belakang tidak jelas. Oleh karena itu, medula oblongata sering disebut sebagai sumsum lanjutan.

Gambar 2.13 Otak kecil, pons varoli, dan medula oblongata (Sumber: Campbell,2006)

15

Pons varoli dan medula oblongata, selain berperan sebagai pengatur sistem sirkulasi, kecepatan detak jantung, dan pencernaan, juga berperan dalam pengaturan pernapasan. Bahkan, jika otak besar dan otak kecil seseorang rusak, ia masih dapat hidup karena detak jantung dan pernapasannya yang masih normal. Hal tersebut dikarenakan fungsi medula oblongata yang masih baik. Peristiwa ini umum terjadi pada seseorang yang mengalami koma yang berkepanjangan. Bersama otak tengah, pons varoli dan medula oblongata membentuk unit fungsional yang disebut batang otak (brainstem).

Medulla Spinalis (Sumsum Tulang Belakang) Sumsum tulang belakang (medulla spinalis) merupakan perpanjangan dari sistem saraf pusat. Seperti halnya dengan sistem saraf pusat yang dilindungi oleh tengkorak kepala yang keras, sumsum tulang belakang juga dilindungi oleh ruas-ruas tulang belakang. Sumsum tulang belakang memanjang dari pangkal leher, hingga ke selangkangan. Bila sumsum tulang belakang ini mengalami cidera ditempat tertentu, maka akan mempengaruhi sistem saraf disekitarnya, bahkan bisa menyebabkan kelumpuhan di area bagian bawah tubuh, seperti anggota gerak bawah (kaki). Secara anatomis, sumsum tulang belakang merupakan kumpulan sistem saraf yang dilindungi oleh ruas-ruas tulang belakang. Sumsum tulang belakang atau biasa disebut medulla spinalis ini, merupakan kumpulan sistem saraf dari dan ke otak. Secara rinci, ruas-ruas tulang belakang yang melindungi sumsum tulang belakang ini adalah sebagai berikut: Sumsum tulang belakang terdiri dari 31 pasang saraf spinalis yang terdiri dari 7 pasang dari segmen servikal, 12 pasang dari segmen thorakal, 5 pasang dari segmen lumbalis, 5 pasang dari segmen sacralis dan 1 pasang dari segmen koxigeus.

3.1.7 Potensial listrik saraf 1.

Potensial aksi sel

16

Urutan tahap potensial aksi adalah sebagai berikut: a. Tahap Istirahat (Resting Membrane Potential) Tahap ini adalah tahap potensial membran istirahat, sebelum terjadinya potensial aksi. b. Tahap Depolarisasi Membran tiba-tiba menjadi permeable terhadap ion NA sehingga banyak sekali ion NA mengalir ke dalam akson. Keadaan polarisasi normal sebesar -90mV akan hilang dan potensial meningkat dengan arah positif. Keadaan ini disebut depolarisasi. c. Tahap Repolarisasi Tahap ini, dalam waktu yang sangat singkat sekali sesudah membran menjadi permeable terhadap ion NA, saluran NA mulai tertutup dan saluran K terbuka lebih daripada normal. Kemudian difusi ion K yang berlangsung cepat ke bagian luar akan membentuk kembali potensial membran istirahat negatif yang normal. Peristiwa ini disebut repolarisasi membran. Aktivitas sel dari keadaan polarisasi menjadi depolarisasi dan kemudian kembali ke polarisasi lagi disertai dengan terjadinya perubahan-perubahan pada potensial membran sel. Perubahan tersebut adalah dari negatif di sisi dalam berubah menjadi positif dan kemudian kembali lagi menjadi negatif. Perubahan ini menghasilkan suatu impuls tegangan yang disebut potensial aksi (action potential). Potensial aksi dari suatu sel akan dapat memicu aktivitas sel-sel lain yang ada di sekitarnya. Perubahan-perubahan

potensial

membran

mulai

keadaan

istirahat,

depolarisasi, repolarisasi, dan kembali istrahat diperlihatkan dalam Gambar 5. Perubahan potensial tersebut berupa impuls yang disebut potensial aksi sel. Ada lima fase dalam potensial aksi tersebut yaitu fase 4, 0, 1, 2, dan 3. Fase 4 adalah fase istirahat sel. Gambar 5. Potensial aksi sel

17

Fase 0 adalah fase pada saat kanal sodium terpicu-tegangan (kanal cepat) terbuka sehingga ion-ion sodium dengan cepat masuk ke dalam sel. Fase 1 adalah fase pada saat kanal potasium mulai membuka (dengan lambat). Fase 2 adalah

kombinasi

fase

menutupnya

kanal

sodium

terpicu-tegangan,

membukanya kanal kalsium-sodium terpicu-tegangan (kanal lambat), dan membukanya kanal potasium terpicu-tegangan. Fase ini disebut plateau. Fase 3 adalah fase kombinasi menutupnya kanal-kanal sodium dan kalsium-sodium terpicu-tegangan

serta

membukanya

kanal

potasium

terpicu-tegangan.

Selanjutnya sel kembali ke fase 4. 2. Potensial istirahat sel Dalam keadaan istirahat, antara sisi dalam dan luar membran sel terdapat suatu beda potensial yang disebut dengan potensial istirahat sel (cell resting potential). Potensial ini berpolaritas negatif di sisi dalam dan positif di sisi luar membran sel. Dalam keadaan istirahat, di sisi dalam dan luar membran sel sama-sama terdapat ion-ion potasium dan sodium, tetapi dengan konsentrasi yang berbeda. Difusi ion-ion potasium dan sodium menembus membran sel akan mempengaruhi potensial di sisi dalam dan luar membran sel. Untuk melihat pengaruh kedua jenis ion tersebut pada potensial membran sel, akan dilihat pengaruh masing-masing jenis ion tersebut secara sendiri-sendiri terlebih dahulu,

setelah

itu

baru

diperhitungkan

interaksi

keduanya

secara

bersamaan. Untuk itu akan dilihat terlebih dahulu pengaruh difusi ion potasium.

3.1.8 Kelistrikan Syaraf Otak manusia adalah jaringan lunak yang beratnya sekitar 0,5 kilogram dan berisi sekitar 100 milyar sel yang tersusun secara sangat canggih. Milyaran sel tersebut memiliki fungsi kompleks sebagai fungsi pengendali seluruh aktivitas manusia. Ota kmengendalikan seluruh aktivitas kehidupan manusia dengan tiga cara,

18

yaitu: dengansinyal- sinyal listrik melalui serabut- serabut syaraf, zat- zat kimia yang disebut dengan Neurotransmiter, dan hormon- hormon yang dilepaskan kedarah. Dalam bidang neuroatomi akan dibicarakan mengenai impuls serat syaraf; serat syaraf yang berdiameter besar mempunyai kemapuan menghantar ilmpuls lebih cepat dari pada serat syaraf yang berdiameter kecil. Jika ditinjau dari besar kecilnya serat syaraf dapat dibagi dalam tiga bagian yaitu serat syaraf tipe A, B, dan C. Dengan menggunakan mikroskop elektron, serat syaraf dibagi dalam dua tipe : serat syaraf bermyelin dan serat syaraf tanpa miyelin. Kecepatan aliran listrik pada serat syaraf yang berdiameter yang sama dan panjang yang sama sangat tergantung pada lapisan miyelin ini. Akson tanpa miyelin (diameter 1 mm) mempunyai kecepatan 20- 50 m/det. Serat syaraf bermiyelin pada diameter 10 µm mempunyai kecepatan 100 m/detik. Serat saraf bermielin aliran sinyal dapat meloncat dari satu simpul kesimpul ke simpul yang lain. Telah diketahui bahwa sel mempunyai lapisan yang disebut membran se, didalam sel ini terdapat ion Na, K, Cl dan protein (A-). Selmempunyai kemampuan memindahkan ion dari satu sisi ke sisi lain, kemampuan sel ini disebut aktifitas kelistrikan sel. Dalam keadaan biasa konsentrasi ion Na+ lebih besar di luar sel dari pada di dalam sel.

Pada keadaan demikian potensial di dalam sel relatif negatif dibandingkan dengan potensial di luar sel, dalam keadaan demikian disebut potensial membran negatif. Jika konsentrasi ion Na+ terdapat banyak di dalam sel dari pada diluar sel,perbedaan potensial listrik didalam sel lebih positif di dalam sel lebih positif dari pada di luar sel. Keadaan ini di sebut potensial membran positif.

19

Suatu syaraf atau membran otot pada keadaan istirahat (tidak adanya proses konduksi impuls listrik), konsentrasi Na+ lebih banyak di luar sel dari pada di dalam sel, di dalam sel akan lebih negatif dibandingkan dengan diluar sel. Apabila perbedaan potensial diukur dengan galvanometer akanmencapai -90 m Volt,membran sel ini disebut dalam keadaan polarisasi, dengan suatu potensial membran, istirahat 90 m Volt.

Apabila suatu ruangan terhadap membran dengan mempergunakan listrik, mekanik atau zat kimia, butir- butir membran akan berubah dan beberapa ion Na+ akan masuk dari luar sel kedalam sel. Di dalam sel akan menjadi kurang negatif dari pada di luar sel dan potensial ke dalamsel. Di dalam sel akan menjadi kurang negatif dari pada di luar sel dan potensial membran akan meningkat. Keadaan membran ini dikatakan menjadi depolarisasi.

Suatu rangsangan yang cukup kuat mencapai titik tertentu sehingga dapat menimbulakan depolarisasi membran, titik tertentu ini disebut nilaiambang, dan

20

proses depolarisasi akan berkelanjutan serta irreversibel, ion- ion Na+ akan mengalir ke dalam sel secara cepat dandalamjumlah yang banyak.

Pada keadaan ini potensial membran akan naik dengan cepat mencapai overshoot +40 m volt. Terjadinya dipolarisasi selmembran secara tiba- tiba disebut potensial aksi, yang berlangsung kurang dari 1 m detik. Potensial aksi merupakan fenomena keseluruhan atau tidak sama sekali yang berarti bahwa begitu nilai ambang tercapai, peningkatan waktu dan amplitudo daripotensial aks akan selalu sama,tidak perduli macam apapun intensitas dari rangsangan.

Segera

setelah

potensialakasi

mencapai

puncak

mekanisme

pengangkutan di dalam selmembran dengan cepatmengembalikan ion Na+ ke seluruh sel sehingga mencapai potensial membran istirahat ( -90 mV). Proses ini disebut polarisasi danberakhir.

3.2 ELEKTROENSEFALOGRAFI 3.2.1 Pengertian EEG EEG merupakan singkatan dari istilah elektroensefalografi. Pemeriksaan ini merekam gelombang listrik otak untuk menemukan kelainan pada otak (ensefalopati) maupun gangguan pada impuls saraf dalam otak seperti yang terjadi pada pasien epilepsi.

21

Elektroensefalografi (EEG) merekam aktivitas umum elektrik di otak, dengan meletakkan elektroda-elektroda pada daerah kulit kepala atau dengan menempatkan mikroelektroda dalam jaringan otak. Pemeriksaan ini memberikan kajian fisiologi aktivitas serebri. EEG adalah uji yang bermanfaat untuk mendiagnosis gangguan kejang seperti epilepsi dan merupakan prosedur scanning untuk koma atau sindrom otak organik. EEG juga bertindak sebagai indikator kematian otak. Tumor, abses, jaringan parut otak, bekuan darah, dan infeksi dapat menyebabkan aktivitas listrik berbeda dari pola normal irama dan kecepatan. Prosedur Pelaksanaan 1. Elektroda-elektroda dipasang pada kulit kepala untuk merekam aktivitas elektrik pada berbagai tempat di kepala. 2. Aktivitas neuron-neuron yang kuat diantara dua elektroda akan terekam pada lembar

kertas

yang

bergerak

terus-menerus,

rekaman

ini

disebut

ensefalogram. 3. Untuk dasar pencatatan, klien dibaringkan dengan tenang, dimana kedua mata klien tertutup. 4. Klien diperintahkan untuk melakukan hiperventilasi 3-4 menit dan melihat cahaya yang terang dan menyilaukan untuk stimulasi saraf mata. 5. Aktivitas produser ini dibuat untuk mengeluarkan aktivitas abnormal, terutama potensi kejang. 6. EEG pada saat tidur direkam setelah pemberian obat penenang karena beberapa gelombang otak abnormal terlihat hanya pada saat klien tidur. Jika daerah epileptogenik tidak dapat dicapai oleh elektroda-elektroda nasofaring dapat digunakan. 7. Rekaman EEG yang lebih dalam dibuat dengan memasukkan elektrodaelektroda yang sangat peka (stereotaktis) ke dalam daerah otak yang dituju.

22

8. EEG internal dan EEG kulit kepala dapat mendeteksi pola kejang klien. Hal ini digunakan pula untuk mengidentifikasi klien-klien yang kemungkinan mengalami epileptogenik akibat sayatan bedah. 9. Transfenoidal khusus, elektroda mandibular dan nasofaring dapat digunakan, serta rekaman video dikombinasi dengan pemantauan EEG dan telemetri digunakan di lingkungan rumah sakit untuk menangkap abnormalitas epileptiform dan gejala sisanya. 10. Beberapa pusat epilepsi memberikan pemantauan EEG ambulatori jangka panjang dengan perekam kaset portabel.

Hasil elektroensefalografi 1.

Analisis hasil pelacakan membantu mendeteksi dan menemukan tempat aktivitas listrik abnormal yang terjadi dalam korteks serebri.

2. Cara ini membantu menentukan fokus-fokus kejang, menemukan tempat sumber iritasi seperti tumor atau abses dan dalam mendiagnosis gangguan metabolik dan gangguan luar.

23

Gambar 3.1 Proses Elektroensefalografi Hasil Pada pemeriksaan EEG Normal

a. Hasil dua sisi otak menunjukkan pola serupa dari aktivitas elektrik b. Tidak ada gambaran gelombang abnormal dari aktivitas elektrik dan tidak ada gelombang yang lambat c. Jika pasien dirangsang dengan cahaya (photic) selama test maka hasil gelombang tetap normal.

Abnormal

a. Hasil dua sisi otak menunjukkan pola tidak serupa dari aktivitas elektrik b. EEG menunjukkan gambaran gelombang abnormal yang cepat atau lambat, hal ini mungkin disebabkan oleh tumor otak, infeksi/peradangan, injuri, strok, atau epilepsi. Ketika seseorang mempunyai epilepsi dengan pemeriksaan EEG ini bisa diketahui daerah otak bagian mana yang aktivitas listriknya tidak normal. Namun pemeriksaan EEG saja tidak cukup, sebab EEG diambil selalu pada saat tidak ada serangan kejang bukan pada saat serangan, karena tidak mungkin orang yang sedang mengalami serangan epilepsi dibawa ke rumah sakit untuk diperiksa EEG. Maka, pemeriksaan EEG harus ditunjang oleh pemeriksaan otak itu sendiri, yaitu melihat gambaran otaknya dengan teknik foto Magnetic Resonance Imaging (MRI). Jadi EEG dengan sendirinya tidak cukup untuk mendiagnosa penyakit neurology tetapi perlu dengan pemeriksaan yang lain

24

c. Berbagai keadaan dapat mempengaruhi gambaran EEG. EEG yang abnormal dapat disebabkan kelainan di dalam otak yang tidak hanya terbatas pada satu area khusus di otak, misalnya intoksikasi obat, infeksi otak (ensefalitis), atau penyakit metabolisme (Diabetik ketoasidosis) d. EEG menunjukkan grlombang delta atau gelombang teta pada orang dewasa yang terjaga. Hasil ini menandai adanya injuri otak e. EEG tidak menunjukkan aktivitas elektrik di dalam otak ( a “ flat/” atau “ garis lurus” ). Menandai fungsi otak telah berhenti, yang mana pada umumnya disebabkan oleh tidak adanya (penurunan) aliran darah atau oksigen di dalam otak. Dalam beberapa hal, pemberian obat penenang dapat menyebabkan gambaran EEG flat. Hal ini juga dapat dilihat di status epilepsi setelah pengobatan diberikan.

3.2.2 Penggembangan EEG Pada perkebangannya pemanfaatan energi biolistrik dapat digunakan untuk melakukan komunikasi atau kontrol terhadap suatu perangkat luar. Teknologi yang memanfaatkan sinyal EEG untuk melakukan kontrol atau komunikasi dengan suatu perangkat luar dikenal dengan nama Brain Computer Interface (BCI). Dalam hal ini salah satu jenis sinyal yang digunakan pada sistem BCI adalah Synchronization/ Desynchronization (ERS/ERD) yang muncul sebagai akaibat dari pergeraka motorik yang dilakukan oleh tubuh.Dengan memanfaatkan EEG inipun dapat dilakukan pendeteksian kantuk dengan menganalisa gelombang Attention dan meditention . (Endo, Yulianto, dkk: 2013). Adapun beberapa teknologi canggih yang diperoleh dari penggemabangan EEG, yakni:

25



Axio EEG Headband Axio EEG Hadband ini adalah sebuah gaged unik yang dapat membantu pengguna gaged agar lebih fokus dan berkonsentrasi dalammelakukan sesuatu. Alat ini berfungsi untuk memberikan control yang lebuh baik untuk otak penggunanya. Terbuat dari karet sintetis yang memiliki 3 elektroda, sebuah PCB yang dilengkapi dengan bluethoot dan sebuah baterai sebagi sumber listrik. Axio EEG Headband mampu melacak fokus mental secara real- time dan memberikan bantuan melalui audi feedback saat penggunanya mengalami kurang konsentrasi saat bekerja. Alat ini bekerja dengan mengidentifikasi pembacaan gelombang otak yang berhubungan dengan fungsi dasar pada refrontal Cortex., kemudian mentranfer data terse3but kekomputer atau smartphone melalui koneksi bluethoot, kemusian shoftware headband akan menunjukkan grafik pada PC. (www.beritateknologi.com )



Helem bertekneologi EEG

Seperti yang dilansir Oddity Central, Minggu (8/2/2015), helm berteknologi canggih itu diciptakan Noreikaite terinspirasi dari praktek meditasi Budha. Helm tersebut menggunakan Electroencephalography (EEG) yaitu teknologi yang mampu menerjemahkan aktivitas otak menjadi data. Sehingga helm itu bisa membaca pikiran Anda, mengubahnya menjadi suara, dan memainkannya kembali kepada si pengguna. Helm tersebut berupa sebuah helem yang dirancang menggunakan headset nirkabel EEG dan headphone didalam helem, selanjutnya data di konversikan dalam bentuk suara oleh headset. Helem dilengkapi dengan programprogramyang akan mengubah tingkat perhatian pemakaian terhadap pemakainya menjadi suara elektronik yang bisa dimainkan kembali oleh headphone.

26

Sehingga i, ketika pemakainya memiliki pikiran yang jernih, suara akan semakin jelas. Dan jika mereka berkonsentrasi pada topik tertentu, suara lebih cepat dan lebih berirama. “Gelombang otak mengenali diri mereka sendiri dalam sebuah suara. Ketika mendengar gelombang suara otak, akan terasa suatu bentuk keseimbangan dan itu akan bereaksi sangat positif. Ini akan membawa kedamaian seperti menjalani meditasi,” ujar Noreikaite. Suara yang dihasilkan akan berada pada frekuensi 10 Hz. Helm itu adalah sebuah konsep yang besar dan efektivitasnya terus diuji. (www.solopos.com) 

Brain Paint ( Teknologi Passwod ) Para ilmuan dari Brimhangtom University menemukan metode baru yang daopat menggantikan passowd

dengan cara yang lebih efektif dan

efisien.sistem yang merebuat dinamai dengan Brain Paint, dengan menggunakan pemindai kepala elektrocenpalogram (EEG) yang akan menampilkan lebih dari 500 gambar kepada si pengguna dalam waktu 2 detik. Dengan mendeteksi dan menerima respons otak terhadap gambargambar tersebut, maka software sistem Brain Paint akan menemukan orang mana yang memiliki hak akses. Dalam uji coba daro 30 responbdents, Braint Paint mampu mengenali orang dengan tingkat keakuratan 100 %. Bahkan telah diuji dengan menyinari dua orang dengan sinar yang berfrekuensi sama yang bertujuan untuk mensinkronisasi otak satu samalain, namun hal yang didapat akan tetap berbeda. Respon gelombang otak akan tetap berbeda, hal ini membuktikan bahwa Barain Paint tidak dapat dibajak. Bahkan orang yang memiliki hak akses sekalipun tidak akan bisa membuka datanya sendiri jika dalam keadaan di paksa/ tertekan, sebab aktivitas otak akan berubah dalam kondisi ketakutan atau tertekan. ( www.gaptex.com) 

Kursi Roda Berbasis Sinyal Otak

27

Balai Pengembangan Instrumen (LIPI) telah mengembangkan kursi roda berbasis sinyal otak. Secara sederhana EEG yang dikembangkan oleh Arjon Turnip dan tim adalah merekam aktivitas sinyal- sinyal yang terjadi didalam otak kemudian mengkodenya untuk menjadikan dasar perintah kuri roda melakukan gerakan. (www.koran-jakarta.com)

3.1. Mekanisme Tidur 3.1.1. Definisi Tidur Tidur adalah keadaan dimana terjadi perubahan kesadaran atau ketidaksadaran parsial dimana seorang individu dapat dibangunkan (Tortora dan Derrickson, 2009). Tidur juga dapat diartikan sebagai periode istirahat

untuk tubuh dan pikiran, yang selama masa ini kemauan dan

kesadaran ditangguhkan sebagian atau seluruhnya dan fungsi-fungsi tubuh sebagian dihentikan. Selain itu,tidur juga telah dideskripsikan sebagai status tingkah laku yang ditandai dengan posisi tak bergerak yang khas dan sensitivitas reversibel yang menurun, tapi siaga terhadap rangsangan dari luar (Dorland, 2002).

3.1.2. Fisiologi Tidur Fisiologi tidur merupakan pengaturan kegiatan tidur oleh adanya hubungan mekanisme serebral yg secara bergantian untuk mengaktifkan dan menekan pusat otak agar dpt tidur dan bangun. Setiap makhluk memiliki irama kehidupan yang sesuai sesuai dengan masa rotasi bola dunia yaitu irama sirkadian. Irama sirkadian bersiklus 24 Jam. Hal-hal yang dipengaruhi oleh irama sirkadian : •

Fluktuasi dan prakiraan suhu tubuh

•

Fungsi perilaku

•

Denyut jantung

28

•

Tekanan darah

•

Sekresi hormon

•

Kemampuan sensorik

•

Suasana hati Irama sirkadian dipengaruhin oleh :

-

Cahaya

-

Suhu

-

Aktifitas social

-

Rutinitas pekerjaan.

3.1. Gambar Irama Sirkadian (https://sleepclinic.wordpress.com/2009/09/03/fisiologis-tidur-normal/)

Tidur kegiatan susunan saraf pusat, ketika seseorang sedang tidur bukan berarti susunan saraf pusatnya tidak aktif melainkan sedang bekerja. (Harsono,1996). Sistem yan mengatur siklus atau perubahan dalam tidur adalah Reticular Activating System (RAS) dan Bulbar Synchronizing Regional (BSR) yang terletak pada batang otak . RAS merupakan sistem yang mengatur seluuh tingkatan kegiatan Susunan saraf pusat termasuk kewaspadaan tidur. RAS terletak dalam mesenfalon danbagian atas pons. Selain itu RAS dapat memberi

29

rangsangan visual, pendengaran, nyeri, dan peradaban juga dapat menerima stimulus dari korteks serebri termasuk rangsangan emosi dan proses pikir. Dalam keadaan sadar neuron dalam RAS akan melepaskan katekolamin seperti norepineprin. Demikian juga pada saat tidur, disebabkan adanya pelepasan serum serotonin dari sel khusus yang berada di pons dan batang otak tengah, yaitu BSR (Potter dan Perry,2005)

3.1.3. Tahap dan Siklus Tidur Selama malam hari, seseorang melalui dua stadium tidur yang saling bergantian, yaitu tidur paradoksikal atau tidur Rapid Eye Movement(REM) dan tidur

gelombang

lambat

atau

tidur

Non-Rapid

Eye

Movement(NREM). Keseluruhan tidur yang terjadi ialah tidur gelombang lambat yang dialami pada jam

pertama

tidur

setelah

bangun

selama

berjam-jam sedangkan tidur paradoksikal terjadi pada 25% dari waktu tidur yang berulang secara periodik setiap 90 menit. Tipe tidur ini umumnya disertai dengan mimpi (Guyton, 2006).

Tidur NREM terdiri dari 4 tahap yaitu : 1. Tahap 1 adalah tahap transisi antara keadaan bangun (terjaga) dan tidur, yang dalam keadaaan normal berlangsung antara 1-7 menit, Dalam tahap ini, orang ini dalam keadaan relaksasi dengan mata tertutup dan pikiran yang belum tidur sepenuhnya. Apabila orang ini dibangunkan pada tahap ini, maka mereka akan mengatakan bahwa mereka belum tertidur. 2. Tahap 2 atau tidur ringan adalah tahap pertama orang dalam keadaan benarbenar tertidur. 3. Tahap 3 adalah periode tidur dalam yang sedang. Suhu tubuh dan tekanan darah menurun, dan menjadi sulit untuk membangunkan orang pada tahap ini. Tahap ini berlangsung kira-kira 20 menit setelah tertidur.

30

4. Tahap 4 adalah level terdalam dari tidur. Meskipun metabolisme otak menurun secara significant dan suhu tubuh menurun sedikit pada tahap ini, kebanyakan refleks masih terjadi, dan hanya terjadi sedikit penurunan tonus otot (Tortora dan Derrickson, 2009). Pada tahap ini orang akan sangat sulit dibangunkan, hanya suara yang sangat keras yang dapt membangunkan orang tersebut .Apabila pada tahap keempat orang ini dibangunkan, maka orang tersebut akan terlihat grogi dan bingung (Carlson,2005).

3.2. Gambar siklus Skema Tidur (https://beequinn.wordpress.com/nursing/kebutuhan-dasar-manusia-ikdm-i/kebutuhanistirahat-dan-tidur/ )

3.1.4. Kualitas Tidur

31

Kualitas tidur merupakan fenomena yang sangat kompleks yang melibatkan berbagai domain, antara lain, penilaian terhadap lama waktu tidur, gangguan tidur, masa laten tidur, disfungsi tidur pada siang hari, efisiensi tidur, kualitas tidur, penggunaan obat tidur. Jadi apabila salah satu dari ketujuh domain tersebut terganggu maka akan mengakibatkan terjadinya penurunan kualitas tidur (Buysee,et al,1989). Penilaian terhadap masa laten tidur dinilai berapa menit yang dihabiskan seseorang di tempat tidur sebelum akhirnya dapat tertidur dan apakah orang tersebut tidak dapat tidur selama 30 menit. Selanjutnya, penilaian terhadap disfungsi tidur pada siang hari dinilai apakah selama sebulan yang lalu, seberapa sering timbul masalah yang mengganggu anda tetap terjaga sadar saat mengendarai kendaraan, makan, dan beraktifitas sosial, serta dinilai juga berapa banyak masalah yang membuat seseorang tidak antusias untuk menyelesaikannya dalam sebulan. Pada penilaian terhadap efisiensi tidur dinilai waktu seseorang biasanya mulai tidur pada malam hari selama sebulan,dan waktu seseorang biasanya bangun pada pagi hari selama sebulan, serta dinilai juga waktu seseorang tertidur pulas pada malam hari selama sebulan. Pada penilaian terhadap kualitas tidur dinilai bagaimana seseorang menilai rata-rata kualitas tidurnya. Penilaian terhadap penggunaan kualitas tidur hanya ditujukan pada penilaian seberapa sering seseorang mengkonsumsi obat-obat untuk membantu tidur dalam sebulan yang lalu (Buysee,et al,1989). Kualitas tidur seseorang dapat dianalisa melalui pemerikasaan laboraorium yaitu

EEG

yang

merupakan

rekaman

arus

listrik

dari

otak.

Perekaman listrik dari permukaan otak atau permukaan luar kepala dapat menunjukkan adanya aktivitas listrik yang terus menerus timbul dalam otak. Ini sangat dipengaruhi tidur, keadaan

siaga

oleh derajat eksitasi otak sebagai akibat dari keadaan atau

karena

penyakit

lain

yang diderita. Tipe

32

gelombang EEG diklasifikasikan sebagai gelombang alfa, betha, tetha dan delta (Guyyton & Hall,1997).

3.3 Gambar Gelombang otak (foto: neurotherapy.asia) 3.1.5. Mekanisme Tidur Tidur NREM dan REM berbeda berdasarkan kumpulan parameter fisiologis. NREM ditandai oleh denyut jantung dan frekuensi pernafasaan yang stabil dan lambat serta tekanan darah yang rendah. NREM adalah tahapan tidur yang tenang. REM ditandai dengan gerakan mata yang cepat dan tiba-tiba, peningkatan saraf otonom dan mimpi. Pada tidur REM terdapat fluktuasi luas dari tekanan darah, denyut nadi dan frekuensi nafas. Keadaan ini disertai dengan penurunan tonus otot dan peningkata aktivitas otot involunter. REM disebut juga aktivitas otak yang tinggi dalam tubuh yang lumpuh atau tidur paradoks (Ganong,1998). Pada tidur yang normal, masa tidur REM berlangsung 5-20 menit, rata- rata timbul setiap 90 menit dengan periode pertama terjadi 80-100 menit setelah seseorang tertidur. Pengaturan mekanisme tidur dan bangun sangat dipengaruhi oleh sistem yang disebut Reticular Activity System. Bila aktivitas Reticular Activity System ini meningkat maka orang tersebut dalam keadaan sadar jika

33

aktivitas Reticular Activity System menurun, orang tersebut akan dalam keadaan tidur. Aktivitas Reticular Activity System (RAS) aktivitas

neurotransmitter

seperti

sistem

ini sangat dipengaruhi oleh

serotoninergik,

noradrenergik,

kolinergik, histaminergik. Tidur REM menghasilkan pola EEG yang menyerupai tidur NREM tingkat I dengan gelombang beta, disertai mimpi aktif, tonus otot sangat rendah, frekuensi jantung dan nafas tidak teratur (pada mata menyebabkan gerakan bola mata yang cepat atau rapid eye movement), dan lebih sulit dibangunkan daripada tidur gelombang lambat atau NREM.

3.4 Tanggapan Mekanisme Otak a. Sistem syaraf pada manusia

Gambar 3.4: sistem saraf Tubuh kita memiliki jaringan komunikasi yang menghubungkan jaringan yang satu dengan jaringan yang lain. Sistem komunikasi kita memiliki pusat pengendali, yaitu otak dan sumsum tulang belakang. Otak berfungsi seperti sentral otomatis pada sistem telekomunikasi telepon. Sedangkan urat saraf atau tali saraf berfungsi seperti kabel telepon. Urat saraf merupakan gabungan dari sel-sel saraf.

34

Pesan komunikasi yang diterima reseptor (penerima rangsang) diubah dan dikirim dalam bentuk impuls saraf. Sistem saraf manusia dapat dibagi menjadi sestem saraf pusat dan sistem saraf tepi. Sistem saraf pusat meliputi otak dan sumsum tulang belakang. Alat tubuh yang berfungsi sebagai reseptor rangsangan adalah indera. Indera adalah bagian tubuh yang memiliki ujung saraf sensorik yang peka terhadap rangsangan tertentu. Saraf sensorik akan meneruskan rangsang dari indera kesaraf pusat. Dari saraf pusat, reaksi atau tanggapan akan disampaikan keefektor melalui saraf motorik. Efektor adalah organ atau jaringan yang bereaksi terhadap rangsangan, misalnya otot dan kelenjar. Reaksi atau tanggapan oleh efektor dapat berupa gerakan, ucapan, dan sekresi kelenjar. Rangsangan adalah perubahan lingkungan yang dapat diterima oleh reseptor. Rangsang dibedakan menjadi 2, yaitu rangsangan dari luar tubuh dan rangsangan dari dalam tubuh. Rangsangan dari luar tubuh misalnya suara, cahaya, bau, panas, dll. Sedangkan rangsang dari dalam tubuh misalnya lapar, haus, rasa nyeri, dll. Menurut jenisnya, rangsangan dibedakan menjadi rangsang mekanis, kimiawi dan fisis. Rangsangan mekanis misalnya sentuhan dan tekanan. Rangsangan kimiawi misalnya rasa manis, asam, pahit dan bau. Sedangkan rangsang fisis berupa suhu, listrik, gravitasi, dll Sistem saraf pada manusia, salah satunya adalah otak sebagai bagian dari sistem saraf, mengatur dan mengkoordinir sebagian besar gerakan, perilaku dan fungsi tubuh. Sistem saraf terdiri dari jutaan sel saraf (neuron) yang saling berhubung dan fital untuk perkembangan bahasa, pikiran dan ingatan. Unis terkecil dalam sistem saraf adalah neuron yang diikat oleh sel-sel glia.

b. Fungsi sistem saraf 

Sebagai penerima informasi dalam bentuk stimulasi



Memproses informasi yang diterima



Memberi respon/reaksi terhadap stimulasi.

35



Menerima rangsangan (oleh indera)



Meneruskan impuls saraf ke sistem saraf pusat (oleh saraf sensorik)



Mengolah rangsangan untuk menentukan tanggapan (oleh sistem saraf pusat)



Meneruskan rangsangan dari sistem saraf pusat ke efektor (oleh saraf motorik).

Rasa nikmat dan lezat dari setiap makanan yang dirasakan dipengaruhi oleh adanya rangsangan pada lidah. Ungkapan rasa sakit seperti mengucapkan kata “aduh” juga terkait rangsangan pada bagian tertentu tubuh kita. Oleh karena itu, rangsangan (stimulus) diartikan sebagai segala sesuatu yang menyebabkan perubahan pada tubuh atau bagian tubuh tertentu. Sedangkan alat tubuh yang menerima rangsangan tersebut dinamakan indra (reseptor). Adanya reseptor, memungkinkan rangsangan dihantarkan menuju sistem saraf pusat. Di dalam saraf pusat, rangsangan akan diolah untuk dikirim kembali menuju efektor, seperti otot dan tulang oleh suatu sel saraf sehingga terjadi tanggapan (respons). Sementara itu, rangsangan yang menuju tubuh dapat berasal dari bau, rasa (seperti pahit, manis, asam, dan asin), sentuhan, cahaya, suhu, tekanan, dan gaya berat. Rangsangan semacam ini akan diterima oleh indra penerima yang disebut reseptor luar (eksteroseptor). Sedangkan rangsangan yang berasal dari dalam tubuh misalnya rasa lapar, kenyang, nyeri, maupun kelelahan akan diterima oleh indra yang dinamakan reseptor dalam (interoseptor). Tentu semua rangsangan ini dapat kita rasakan karena pada tubuh kita terdapat sel-sel reseptor. 

Mekanisme Penghntaran Impuls Saraf Seperti halnya jaringan komputer, sistem saraf mengirimkan sinyalsinyal listrik yang sangat kecil dan bolak-balik, dengan membawa informasi dari satu bagian tubuh ke bagian tubuh yang lain. Sinyal listrik tersebut dinamakan impuls (rangsangan). Ada dua cara yang dilakukan neuron sensorik untuk menghantarkan impuls tersebut, yakni melalui membran sel atau membran plasma dan sinapsis.

36

Penghantaran Impuls Saraf melalui Membran Plasma Di dalam neuron, sebenarnya terdapat membran plasma yang sifatnya semipermeabel. Membran plasma neuron tersebut berfungsimelindungi cairan sitoplasma yang berada di dalamnya. Hanya ionion tertentu akan dapat bertranspor aktif melewati membran plasma menuju membran plasma neuron lain. Apabila tidak terdapat rangsangan atau neuron dalam keadaan istirahat, sitoplasma di dalam membran plasma bermuatan listrik negatif, sedangkan cairan di luar membran bermuatan positif. Keadaan yang demikian dinamakan polarisasi atau potensial istirahat. Perbedaan muatan ini terjadi karena adanya mekanisme transpor aktif yakni pompa natrium-kalium. Konsentrasi ion natrium (Na+) di luar membrane plasma dari suatu akson neuron lebih tinggi dibandingkan konsentrasi di dalamnya. Sebaliknya, konsentrasi ion kalium (K+) di dalamnya lebih besar daripada di luar. Akibatnya, mekanisme transpor aktif terjadi pada membran plasma. Kemudian, apabila neuron dirangsang dengan kuat, permeabilitas membran plasma terhadap ion Na+ berubah meningkat. Peningkatan permeabilitas membran ini menjadikan ion Na+ berdifusi ke dalam membran, sehingga muatan sitoplasma berubah menjadi positif. Fase seperti ini dinamakan depolarisasi atau potensial aksi. Sementara itu, ion K+ akan segera berdifusi keluar melewati membrane Fase ini dinamakan repolarisasi. Perbedaan muatan pada bagian yang mengalami polarisasi dan depolarisasi akan menimbulkan arus listrik. Kondisi depolarisasi ini akan berlangsung secara terus-menerus, sehingga menyebabkan arus listrik. Dengan demikian, impuls saraf akan terhantar sepanjang akson. Setelah impuls terhantar, bagian yang mengalami depolarisasi akan meng alami fase istirahat kembali dan tidak ada impuls yang lewat. Waktu pemulihan ini dinamakan fase refraktori atau undershoot. Mekanisme jalannya rangsangan sampai terjadi tanggapan tidak sederhana. Rangsangan itu di ubah dalam bentuk aliran listrik yang disebut impuls saraf. Selanjutnya, impuls saraf di alirkan sepanjang urat saraf. Pada gerak biasa atau gerak sadar, prosesnya adalah sebagai berikut. Misalnya ada bangkai yang mengeluarkan bau busuk. Bau itu ditangkap oleh hidung. Rangsangan bau ini di ubah dalam bentuk

37

impuls saraf dan di alirkan melalui saraf sensorik dari reseptor menuju ke otak. Otak akan mengolah dan menentukan tanggapan. Misalnya otak akan memerintahkan tangan menutup hidung. Pesan dari otak dialirkan melalui urat saraf motorik menuju ke otot jari-jari tangan dan akhirnya jari-jari tangan menutup hidung. Gerak refleks terjadi karena adanya rangsangan yang mendadak atau berbahaya. Pada gerak refleks, impuls tidak dialirkan ke otak. Impuls melewati saraf sensorik menuju ke neuron perantara. Dari neuron perantara, lalu kesaraf motorik dan akhirnya timbul gerakan tanggapan.



Macam-Macam Gerak Sebagai bukti adanya penghantaran impuls oleh saraf adalah timbulnya gerak pada anggota tubuh. Gerakan tersebut terjadi karena proses yang disadari yang disebut juga gerak sadar atau gerakan biasa, sedangkan gerak yang tidak disadari disebut gerak refleks. 1.

Gerakan biasa atau gerak sadar Yaitu gerak yang terjadi melalui serangkaian alur impuls. Alur impuls tersebut dimulai dari reseptor sebagai penerima rangsangan, lalu ke saraf sensorik sebagai penghantar impuls, kemudian dibawa ke saraf pusat yaitu otak untuk diolah. Akhirnya muncul tanggapan yang akan disampaikan ke saraf motorik menuju ke efektor dalam bentuk gerak yang disadari. Contoh gerakan sadar antara lain: berjalan, olah raga, makan, minum dan sebagainya.

2.

Gerakan yang tidak disadari atau gerak refleks Merupakan suatu reaksi yang bersifat otomatis atau tanpa disadari. Impuls saraf pada gerak refleks melalui alur impuls pendek. Alur impuls dimulai dari reseptor sebagai penerima rangsangan, kemudian dibawa oleh neuron ke sumsum tulang

38

belakang, tanpa diolah oleh pusat saraf. Kemudian tanggapan dikirim oleh saraf motorik menuju ke efektor. Alur impuls pada gerak refleks disebut lengkung refleks.

Ada dua macam gerak refleks yaitu: 1. Refleks otak, adalah gerak refleks yang melibatkan saraf perantara yang terletak di otak, misalnya berkedipnya mata, refleks pupil mata karena rangsangan cahaya. 2. Refleks sumsum tulang belakang, adalah gerak refleks yang melibatkan saraf perantara yang terletak di sumsum tulang belakang, misalnya sentakan lutut karena kaki menginjak batu yang runcing.

 Sistem Syaraf Setiap impuls saraf akan berhubungan dengan sistem saraf, yang terdiri dari sistem saraf sadar dan sistem saraf tak sadar atau sistem saraf otonom, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada skema berikut:

Gambar 3.5 Sistem saraf  Sistem Saraf Tepi

39

Gambar 3.6: Saraf Tepi Sistem saraf tepi dinamakan pula sistem saraf perifer. Sistem saraf tepi merupakan bagian dari sistem saraf tubuh yang meneruskan rangsangan (impuls) menuju dan dari system saraf pusat. Karena itu, di dalamnya terdapat serabut saraf sensorik (saraf aferen) dan serabut saraf motorik (saraf eferen). Serabut saraf sensorik adalah sekumpulan neuron yang menghantarkan impuls dari reseptor menuju sistem saraf pusat. Sedangkan serabut saraf motorik berperan dalam menghantarkan impuls dari sistem saraf pusat menuju efektor (otot dan kelenjar) untuk ditanggapi. Berdasarkan asalnya, sistem saraf tepi terbagi atas saraf kranial dan saraf spinal yang masing-masing berpasangan, serta ganglia (tunggal: ganglion). Saraf kranial merupakan semua saraf yang keluar dari permukaan dorsal otak. Saraf spinal ialah semua saraf yang keluar dari kedua sisi tulang belakang. Masing-masing saraf ini mempunyai karakteristik fungsi dan jumlah saraf yang berbeda. Sementara itu, ganglia merupakan kumpul an badan sel saraf yang membentuk simpul-simpul saraf dan di luar sistem saraf pusat.

Berdasarkan cara kerjanya sistem saraf tepi dibedakan menjadi dua yaitu : 1.

Sistem saraf sadar,

40

Yaitu sistem saraf yang mengatur segala gerakan yang dilakukan secara sadar atau dibawah koordinasi saraf pusat atau otak. Berdasarkan asalnya sistem saraf sadar dibedakan menjadi dua yaitu: sistem saraf kepala (cranial) dan sistem saraf tulang belakang (spinal). 2.

Sistem saraf tak sadar Berdasarkan sifat kerjanya saraf tak sadar dibedakan menjadi dua yaitu: saraf simpatik dan saraf parasimpatik.

3.

Sistem Saraf Tak Sadar (Saraf Otonom) Sistem saraf tak sadar disebut juga saraf otonom adalah sistem saraf yang bekerja tanpa diperintah oleh sistem saraf pusat dan terletak khusus pada sumsum tulang belakang. Sistem saraf otonom terdiri dari neuron-neuron motorik yang mengatur kegiatan organ-organ dalam, misalnya jantung, paru-paru, ginjal, kelenjar keringat, otot polos sistem pencernaan, otot polos pembuluh darah. Berdasarkan sifat kerjanya, sistem saraf otonom dibedakan menjadi dua yaitu saraf simpatik dan saraf parasimpatik. Saraf simpatik memiliki ganglion yang terletak di sepanjang tulang belakang yang menempel pada sumsum tulang belakang, sehingga memilki serabut pra-ganglion pendek dan serabut post ganglion yang panjang. Serabut pra-ganglion yaitu serabut saraf yang yang menuju ganglion dan serabut saraf yang keluar dari ganglion disebut serabut post-ganglion. Saraf parasimpatik berupa susunan saraf yang berhubungan dengan ganglion yang tersebar di seluruh tubuh. Sebelum sampai pada organ serabut saraf akan mempunyai sinaps pada sebuah ganglion seperti pada bagan berikut. Saraf parasimpatik memiliki serabut pra-ganglion yang panjang dan serabut post-ganglion pendek. Saraf simpatik dan parasimpatik bekerja pada efektor yang sama tetapi pengaruh kerjanya berlawanan sehingga keduanya bersifat antagonis. Contoh fungsi saraf simpatik dan saraf parasimpatik antara lain: Saraf simpatik mempercepat denyut jantung, memperlambat proses pencernaan, merangsang ereksi, memperkecil diameter pembuluh arteri, memperbesar pupil, memperkecil bronkus dan mengembangkan kantung kemih, sedangkan saraf parasimpatik dapat memperlambat denyut jantung, mempercepat proses pencernaan, menghambat ereksi,

41

memperbesar diameter pembuluh arteri, memperkecil pupil, mempebesar bronkus dan mengerutkan kantung kemih. 

Urutan Jalannya Rangsang : Rangsang – Reseptor – Saraf Sensorik – Saraf Pusat – Saraf Motorik – Efektor – gerak/ ucapan/ kelenjar/ kesan.

42

DAFTAR PUSTAKA

Cameron, John R, dkk. 1978. MEDICAL PHYSICS. Florida : Wisconsin Tallahasee Carlson, N.R., 2005. Stress Disorders. In: Foundations of Physiological Dienhart, Charlotte. 1979. Basic human anatomy and Physiology. Philadelpia: The Curties Center Independence Square West. Gabriel J F.1996 “Fisika kedokteran “ Jakarta Buku Kedokteran EGC Ganong, W. F. 2005. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi 22. Jakarta: EGC. Guyton, Arthur C, dan hall, Jhon E. 1983. Buku Teks Fisiologi Kedokteran Bagian 2. Edisi 5. Jakarta: EGC. Harsono .1996. Buku Ajar Neurologis Klinis. Edisi 1.Jogyakarta: Gadjah Mada University Press Irawati, Ramadani D, Indriyani F. 2006. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC Kahle, Werner. 1999. Atlas Berwarna & Teks Anatomi Manusia,Sistem Saraf Dan Alat- Alat Sensoris,Jilid 3, Edisi 6 yang direvisi.Jakarta : Hipokrates. Purwanto. 2007. Ensiklopedi fisika. Bandung : PT Kiblat Buku Utama. Psychology 6th Edition. USA: Pearson, 502-506 Dorland,2002, Kamus Saku Kedokteran .Jakarta :EGC Potter, Patricia A. 2005. Buku Ajar Fundamental Keperawatan ;Konsep dan praktik; Alih bahasa,

Retna Komalasari…[et al] ; editor

edisi bahasa

Indonesia, Monica Ester, Devi Yulianti, Intan Parulian, Ed. 4. Jakarta : EGC Ruslan, Ahmadi. 2010. TEORI DAN APLIKASI FISIKA KESEHATAN. Yogyakarta : Nuha Medika Tortora, G.J. dan Derrickson, B.H. 2009. Principles of Anatomy and

43