Mekanisme kerja sistem syaraf

Cara sistem syaraf bekerja benar-benar unik dan kompleks. Ia bekerja melalui jaringan kompleks neuron, yang merupakan fungsi dasar sel-sel dari sistem syaraf. Neuron melakukan sinyal atau impuls antara dua komponen dari sistem syaraf, yaitu pusat dan sistem syaraf perifer. Ada terutama tiga jenis neuron, neuron sensorik, neuron motorik, dan interneuron. Neuron sensorik mengirimkan rangsangan atau impuls yang diterima dari alat indera, seperti mata, hidung atau kulit, sistem syaraf pusat, yaitu, ke otak dan sumsum tulang belakang. Otak pada gilirannya, memproses rangsangan tersebut dan mengirimkannya kembali ke bagian lain dari tubuh, memberitahu mereka bagaimana bereaksi terhadap jenis tertentu dari stimulus. Motor neuron bertanggung jawab untuk menerima sinyal dari syaraf otak dan tulang belakang, dan mengirim mereka ke bagian lain dari tubuh. Di sisi lain, interneuron berkepentingan dengan membaca impuls, yang diterima dari neuron sensorik dan memutuskan respon yang akan dihasilkan. Mereka terutama ditemukan di otak dan sumsum tulang belakang. Selain neuron, sistem syaraf juga mengandung sel-sel glial, yang mendukung dan memelihara neuron. Neuron menggunakan sinyal elektrokimia, atau neurotransmitter untuk transmisi impuls dari satu neuron yang lain.

Baca juga: Leonardo berperan dalam mengenalkan sistem penulisan dan perhitungan bilangan Arab ke dunia Eropa

Sel syaraf dan Sinaps

Impuls dapat dikatakan sebagai “aliran listrik” yang merambat pada serabut syaraf. Bila sebuah serabut syaraf tidak menghantarkan impuls dikatakan bahwa serabut syaraf tersebut dalam keadaan istirahat. Impuls dapat dihantarkan melalui sel syaraf sinapsis. Berikut adalah cara impuls rangsangan dihantarkan:

1) Impuls Melalui Sel Syaraf

Impuls dapat mengalir melalui serabut sysraf karena adanya perbedaan potensial listrik antara bagian luar dan bagian dalam serabut syaraf. Pada saat sel syaraf istirahat, sebelah dalam serabut syaraf bermuatan negative kira-kira -60 mV, sedangkan di sebelah luar serabut syaraf bermuatan positif. Keadaan muatan listrik tersebut diberi nama potensial istirahat, sedangkan membrane serabut syaraf dalam keadaan polarisasi Jika sebuah impuls merambat melelui akson, dalam singkat muatan di sebelah dalam menjadi positif, kira-kira +60 mV dan muatan sebelah luar menjadi negative. Perubahan tiba-tiba pada potensial istirahat bersamaan dengan impuls disebut potensial kerja. Pada saat ini terjadi depolarisasi pada selapit membrane akson. Proses depolarisasi merambat sepanjang serabut syaraf bersamaan dengan merambatnya impuls. Akibatnya, muatan negative di sebelah luar membrane merambat sepanjang serabut syaraf.

Apabila impuls telah lewat, maka sementara waktu serabut syaraf tidak bisa dilalui oleh impuls karena terjadi perubahan dari potensial kerja menjadi potensial istirahat. Agar dapat berfungsi kembali diperlukan waktu kira-kira 1/500 sampai 1/1000 detik untuk pemulihan.

Rangsangan yang dapat menimbulkan impuls harus sama atau di atas ambang batas. Rangsangan yang memiliki kekuatan di bawah ambang batas tidak akan menghasilkan impuls yang dapat mengubah potensial listrik. Kecepatan merambatnya impuls pada mamalia tertentu dapat lebih dari 100 meter per detik sedangkan pada beberapa hewan tingkat rendah kira-kira 0,5 meter per detik.

Ada dua faktor yang mempengaruhi kecepatan rambatan impuls syaraf yaitu selaput myelin dan diameter serabut syaraf. Pada serabut syaraf yang bermielin, berpolarisasi hanya terjadi pada nodus ranvier, sehingga terjadi lompatan potensial kerja, akibatnya impuls syaraf lebih cepat merambat.

2) Impuls melalui sinapsis

Sinapsis merupakan titik temu antara ujung neurit atau akson dari suatu neutron dengan ujung dendrite dari neuron lainnya. Setiap ujung akson membengkak membentuk bonggol sinapsis (synaptic knob). Pada bonggol sinapsis tersebut terdapat mitokondria dan gelembung-gelembung sinapsis. Gelembung-gelembung sinapsis tersebut berisi zat kimia neurotrasmiter yang berperan penting dalam merambatkan impuls syaraf ke sel syaraf lain. Ada berbagai macam neurotransmiter antara lain asetilkolin yang terdapat pada sinapsis di seluruh tubuh, noradrenalain terdapat di syaraf simpatetik, dan dopamine serta serotonin terdapat di otak. Antara ujung borgol sinapsis dengan membrane sel syaraf berikutnya terdapat celah sinapsis yang dibatasi oleh membran pre-sinapsis (membrane dari borgol sinapsis) dan membrane post-sinapsis (membrane dendrite dari sel syaraf berikutnya). Apabila impuls syaraf pada bonggol sinapsis, maka gelembung-gelembung sinapsis akan mendekati membrane pre-sinapasis, kemudian melepaskan isinya yaitu neurotransmitter ke celah sinapsis. Impuls syaraf dibawa oleh neurotransmitter ini. Neurotransmiter menyeberang celah sinapsis menuju membran post-sinapsis. Zat kimia neutrotransmiter ini mengakibatkan terjadinya depolarisasi pada membran post-sinapsis dan terjadilah potensial kerja. Ini berarti impuls telah diberikan ke serabut syaraf berikutnya. Dengan demikian impuls syaraf menyebrangi celah sinapsis dengan cara perpindahan zat kimia, untuk kemudian dilanjutkan pada sel syaraf berikutnya dengan cara rambatan potensial kerja.

Neurotransmiter

Apabila neurotransmiter sudah melaksanakan tugas maka akan diuraikan oleh enzim yang dihasilkan oleh membrane post-sinapsis. Misalnya apabila neurotransmitter berupa asetilkolin maka enzim yang menghidrolisisnya adalah enzim asetilkolinesterase.

Gerak merupakan pola koordinasi yang sangat sederhana untuk menjelaskan penghantaran impuls oleh saraf.Gerak pada umumnya terjadi secara sadar, namun, ada pula gerak yang terjadi tanpa disadari yaitu gerak refleks. Impuls pada gerakan sadar melalui jalan panjang, yaitu dari reseptor, ke saraf sensori, dibawa ke otak untuk selanjutnya diolah oleh otak, kemudian hasil olahan oleh otak, berupa tanggapan, dibawa oleh saraf motor sebagai perintah yang harus dilaksanakan oleh efektor.

Gerak refleks berjalan sangat cepat dan tanggapan terjadi secara otomatis terhadap rangsangan, tanpa memerlukan kontrol dari otak. Jadi dapat dikatakan gerakan terjadi tanpa dipengaruhi kehendak atau tanpa disadari terlebih dahulu. Contoh gerak refleks misalnya berkedip, bersin, atau batuk.

Pada gerak refleks, impuls melalui jalan pendek atau jalan pintas, yaitu dimulai dari reseptor penerima rangsang, kemudian diteruskan oleh saraf sensori ke pusat saraf, diterima oleh set saraf penghubung (asosiasi) tanpa diolah di dalam otak langsung dikirim tanggapan ke saraf motor untuk disampaikan ke efektor, yaitu otot atau kelenjar. Jalan pintas ini disebut lengkung refleks. Gerak refleks dapat dibedakan atas refleks otak bila saraf penghubung (asosiasi) berada di dalam otak, misalnya, gerak mengedip atau mempersempit pupil bila ada sinar dan refleks sumsum tulang belakang bila set saraf penghubung berada di dalam sumsum tulang belakang misalnya refleks pada lutut.

Lengkung refleks

Sistem Saraf Sadar

Sistem saraf sadar disusun oleh saraf otak (saraf kranial), yaitu saraf-saraf yang keluar dari otak, dan saraf sumsum tulang belakang, yaitu saraf-saraf yang keluar dari sumsum tulang belakang.

Saraf otak ada 12 pasang yang terdiri dari:

1. Tiga pasang saraf sensori, yaitu saraf nomor 1, 2, dan 8
2. lima pasang saraf motor, yaitu saraf nomor 3, 4, 6, 11, dan 12
3. empat pasang saraf gabungan sensori dan motor, yaitu saraf nomor 5, 7, 9, dan 10.

Saraf otak dikhususkan untuk daerah kepala dan leher, kecuali nervus vagus yang melewati leher ke bawah sampai daerah toraks dan rongga perut. Nervus vagus membentuk bagian saraf otonom. Oleh karena daerah jangkauannya sangat luas maka nervus vagus disebut saraf pengembara dan sekaligus merupakan saraf otak yang paling penting.

Saraf sumsum tulang belakang berjumlah 31 pasang saraf gabungan. Berdasarkan asalnya, saraf sumsum tulang belakang dibedakan atas 8 pasang saraf leher, 12 pasang saraf punggung, 5 pasang saraf pinggang, 5 pasang saraf pinggul, dan satu pasang saraf ekor.

Beberapa urat saraf bersatu membentuk jaringan urat saraf yang disebut pleksus. Ada 3 buah pleksus yaitu sebagai berikut.

• Pleksus cervicalis merupakan gabungan urat saraf leher yang mempengaruhi bagian leher, bahu, dan diafragma.
• Pleksus brachialis mempengaruhi bagian tangan.
• Pleksus Jumbo sakralis yang mempengaruhi bagian pinggul dan kaki.

 

Saraf Otonom

Sistem saraf otonom disusun oleh serabut saraf yang berasal dari otak maupun dari sumsum tulang belakang dan menuju organ yang bersangkutan. Dalam sistem ini terdapat beberapa jalur dan masing-masing jalur membentuk sinapsis yang kompleks dan juga membentuk ganglion. Urat saraf yang terdapat pada pangkal ganglion disebut urat saraf pra ganglion dan yang berada pada ujung ganglion disebut urat saraf post ganglion.

Sistem saraf otonom dapat dibagi atas sistem saraf simpatik dan sistem saraf parasimpatik. Perbedaan struktur antara saraf simpatik dan parasimpatik terletak pada posisi ganglion. Saraf simpatik mempunyai ganglion yang terletak di sepanjang tulang belakang menempel pada sumsum tulang belakang sehingga mempunyai urat pra ganglion pendek, sedangkan saraf parasimpatik mempunyai urat pra ganglion yang panjang karena ganglion menempel pada organ yang dibantu.

Fungsi sistem saraf simpatik dan parasimpatik selalu berlawanan (antagonis). Sistem saraf parasimpatik terdiri dari keseluruhan "nervus vagus" bersama cabang-cabangnya ditambah dengan beberapa saraf otak lain dan saraf sumsum sambung.

Gerak yang disadari dan Gerak Reflek

Gerak merupakan salah satu aktifitas tubuh yang dapat digunakan untuk menjelaskan penghantaran impuls oleh syaraf. Seringkali dalam kehidupan sehari-hari hewan melakukan gerakan yang disadari maupun yang tidak disadari. Berjalan, makan merupakan gerakan yang disengaja. Gerakan yang dilakukan dengan kesadaran disebut gerak biasa atau gerak sadar. Adapun gerakan yang dilakukan tanpa disadari, misalnya berkedip dan bernapas disebut gerak reflex. Pada dasarnya gerak reflex merupakan bagian dari mekanisme pertahanan pada tubuh dan prosesnya lebih cepat dari gerak sadar.

Mekanisme fungsi syaraf yang disederhanakan

Impuls pada gerakan biasa atau gerakan yang disadari melalui perjalanan yang berbeda dengan gerakan reflex. Pada gerak biasa impuls yang diterima oleh reseptor berjalan ke syaraf sensori, selanjutnya dibawa ke otak untuk di olah. Hasil olahan di otak berupa tanggapan akan dibawa oleh syaraf motor menuju ke efektor.

Artikel belajar online lainnya: Perpindahan energi panas dapat terjadi dengan tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi

Pada Gerak reflex impuls syaraf melalui jalan yang lebih pendek yaitu diawali dengan reseptor sebagai penerima rangsangan kemudian dibawa oleh syaraf sensori ke pusat syaraf. Impuls tersebut selanjutnya diterima sel syaraf penghubung (neuron perantara) tanpa diolah oleh otak, kemudian tanggapan di kirim oleh syaraf motor menuju efektor. Jalannya impuls pada suatu kegiatan reflex disebut lengan reflex. Berdasarkan letak syaraf penghubungnya, gerak reflex dibedakan menjadi reflex otak dan reflex sumsum tulang belakang. Disebut reflex otak apabila syaraf penghubungnya terletak di dalam otak misalnya reflex pupil mata yang membesar atau mengecil sebagai respon terhadap perubahan intesitas cahaya. Disebut reflex sumsum tulang belakang apabila syaraf penghubungnya terletak di dalam sumsum tulang belakang, misalnya reflex pada lutut.

Mekanisme Gerak Reflek