Embriologi Pembentukan Sistem Persarafan
Jaringan saraf berkembang dari ectoderm embrional yang diinduksi untuk berkembang oleh korda dorsalis di bawahnya. Pertama, terbentuk lempeng saraf; kemudian tepian lempeng menebal, membentuk alur neural. Tepian alur saling mendekat untuk akhirnya menyatu, membentuk tuba neural. Struktur ini membentuk seluruh susunan saraf pusat, yang meliputi neuron, sel glia, sel ependim dan sel epitel pleksus koroidalis.
Diferensiasi dini suatu lempengan ectoderm yang menebar, neuralplate, berkembang di sepanjang garis dorsomedial embryo dan ditransformasikan dengan invaginasi menjadi neural tubi. Neuraltubi melepaskan diri dari ekstodem yang berada diatasnya dan menebal. Tumbuh menjadi medulla spinalis dan ujung rostral neuraltubi. Yang akhirnya membentuk otak membagi diri menjadi 3 buah vesikula retak yang primer :
1. Prosenchepalon atau otak depan,yang terletak paling cranial
2. Mesencephalon, atau otak tengah,yang berada di belakang prosencephalon dan
3. Rhmbencephalon atau otak belakang yang terletak paling caudal.
Dari procesepallon dibentuk telencepalon dan diencephalon. Telencepalon membentuk cortex cerebri, Corpus striatum, Rhinencephalon, vertrikulus lateralis. Dan bagian anterior dari ventrikulus tertius. Diencephalon menjadi epitalamus, thalamus, metatalamus, hipotalamus, ciasma oftikum, tubercirenium, lobus posterior hipopyse. Korpus mammelaris dan sebagian besar dari ventrikulus tertius. Dari mesencephalon berkembang lamina kuadrigemina. Pedunculus cerebri dan aquaeduktus cerebri. Rombhen cepalon kemudian menjadi mecenchepalon dan mielencephalon. Metenchephalon membentuk cerebellum, pons dan bagian dari ventriculuskuartus. Myencepalon membentuk medulla oblongata dan bagian dari ventriculuskuartus.
Sel-sel yang berada lateral dari alur neural membentuk krista neural. Sel-sel ini mengalami migrasi jauh dan ikut membentuk susunan saraf tepi, dan beberapa struktur lain. Turunan krista neural mencakup: (1) sel kromafin medulla adrenal; (2) melanosit kulit dan jaringan subkutan; (3) odontoblas; (4) sel-sel pia mater dan arakhnoid; (5) neuron sensorik di ganglia sensorik cranial dan spinal; (6) neuron pascaganglion di ganglia simpatis dan parasimpatis; (7) sel Schwann di akson perifer; dan (8) sel satelit di ganglia perifer
B. Anatomi dan Fisiologi Sel-sel Saraf
1. Sel saraf (neuron)
Sistem saraf terdiri atas sel-sel saraf yang disebut neuron. Neuron bergabung membentuk suatu jaringan untuk menghantarkan impuls atau rangsangan. Satu sel saraf tersusun dari badan sel, dendrite dan akson.
2. Badan Sel
Badan sel yang juga disebut perikarion, adalah bagian neuron yang mengandung inti dan sitoplasma disekelilingnya, dan tidak mencakup cabang – cabang sel. Badan sel terutama merupakan pusat tropic, meskipun struktur ini juga dapat menerima impuls. Perikarion dikebanyakan neuron menerima sejumlah besar ujung saraf yang membawa stimulus eksitatorik atau inhibitorik yang datang dari sel saraf lain. Kebanyakan sel saraf memiliki inti eukromatik (terpulas pucat) bulat dan sangat besar, dengan anak inti yang nyata. Sel saraf binukleus terlihat dalam ganglia simpatis dan sensorik. Kromatin halus tersebar rata, yang menggambarkan tingginya aktivitas sistesis di sel – sel ini.
Badan sel mengandung suatu reticulum endoplasma kasar yang berkembang sangat baik, berupa kelompok – kelompok siterna parallel. Didalam sitoplasma diantara sisterna terdapat banyak poliribosom, yang member kesan bahwa sel – sel ini menyintesis protein stuktural dan protein transport. Bila di pulas dengan pewarna yang cocok, reticulum endoplasma kasar dan ribosom bebas tampak sebagai daerah bergranul basofilik di bawah mikroskop cahaya, yang di sebut badan nasal. Jumlah badan nasal bervariasi sesuai jenis neuron dan keadaan fungsionalnya. Badan nasal sangat banyak di jumpai dalam sel saraf besar seperti neuron motorik. Kompleks golgi hanya terdapat pada bagian sel dan terdiri atas banyak deretan parallel sisterna licin yang tersusun di sekitar tepi inti. Mitokondria juga banyak di jumpai khususnya dalam akson terminal. Mitokondria tersebar dalam sitoplasma badan sel.
Neuro filamen (filamen intermediat berdiameter 10mm) banyak di jumpai dalam perikarion dan cabang sel. Neuro filament bergabung sebagi akibat dari kerja bahan fiksasi tertentu. Bila di impregnasi dengan perak, neurofilamen akan membentuk neurofibril, yang tampak dengan mikroskop cahaya. Neuron juga mengandung microtubulus yang identik dengan mikrotubulus yang terdapat banyak sel lain. Sel saraf kadang – kadang mengandung iklusipigmen, seperti lipopoksin, yakni suatu residu meteri yang tak tercerna oleh lisosom.
3. Dendrit
Dendrit umumnya pendek dan bercabang-cabang mirip pohon. Dendrite menerima banyak sinaps dan merupakan tempat penerimaan sinyal dan pemrosesan utama di neuron. Kebanyakan sel saraf memiliki banyak dendrite, yang sangat memperluas daerah penerimaan sel. Percabangan dendrite memungkinkan sebuah neuron untuk menerima dan mengintegrasi prograsi sejumlah besar akson terminal dari sel saraf lain. Di perkiraan bahwa sejumlah 200000 akson terminal membentuk hubungan fungsional dengan dendrite sel furtinje diserebelum. Jumlah tersebut mungkin lebih besar lagi di sel saraf lain. Neuron bipolar, dengan hanya satu dendrite, tidak banyak dijumpai dan hanya terdapat pada tempat khusus. Berbeda dari akson yang memiliki diameter tetap dari satu ujung ke ujung lain, dendrite semakin mengecil setiap kali bercabang. Komposisi sitoplasma dibasis dendrite, dekat dengan badan neuron mirip dengan komposisi sitoplasma perikarion namun tak mengandung komplek golgi. Kebanyakan sinaps yang berkontak dengan neuron terdapat di spina (ujung-ujung) dendrite, yang umumnya merupakan struktur berbentuk jamur (bagian kepala membesar), dihubungkan dari batang dendrite oleh bagian leher yang lebih sempit) spinja ini berfungsi penting dsn berjumlah banyak. Spina dendrite merupakan tempat pemrosesan pertama bagi sinyal sinaptik yang tiba di kumpuylan protein yang melekat pada permukaan sitosol dari membrane pascasinapstik, yang tampak dengan mikrosop electron dan disebut membrane pascasinaptik jauh sebelum fungsinya diketahui. Spina dendrite ikut serta dalam perubahan plastis yang mendasari proses adaptasi, belajar, dan mengingat. Spina-spina tersebut merupakan struktur dinamis dengan plastisitas morfologi berdasarkan protein aktin sitoskeleton, yang berhubungan dengan perkembanagn sinaps dan adaptasi fungsionalnya pada orang dewasa.
4. Akson
Kebanyakan neuron hanya memiliki satu akson. ada sejumlah kecil yang tak mempunyai akson sama sekali. Sebuah akson merupakan cabang silindris denagn panjang dan diameter yang bervariasi, sesuai jenis neuronya. Meskipun ada neuron dengan akson pendek akson umumnya berukuran panjang. Misalnya akson sel motorik dimedula spinalis yang mempersarafi otot kaki harus memiliki panjang sampai 100 cm. semua akson berasal dari daerah berbentuk piramida pendek, yaitu muara akson, yang umumnya muncil dari perikarion. Membrane plasma di akson disebut aksolemma isinya dikenal sebagai akso plasma.
Pada neuron yang membentuk akson yang bermielin, bagian akson diantara muara akson dan titik awal mielinisasi disebut segmen inisial. Segmen ini merupakan tempat berkumpulnya berbagai stimulus yang merangsang dan menghambat pada neuron, yang dijumlahkan secara aljabar, dan menghasilkan keputusan untuk meneruskan atau tidak meneruskan suatu potensial aksi, atau impuls saraf. Diketahui beberapa jenis kanal ion terdapat pada inisial dan kanal tersebut penting untuk mengadakan perubahan potensial listrik yang membentuk potensial aksi. Berbeda dengan dendrite, akson memiliki diameter yang tetap dan tidak bercabang banyak. Kadang-kadang segera setelah keluar dari badan sel, akson menghasilkan sebuah cabang yang kembali kedaerah sel saraf. Semua cabang akson dikenal sebagai cabang kolateral. Sitoplasma akson mengandung mitokondria, mikrotubulus, neurofilamen dan sejumlah sisterna reticulum endoplasma halus. Tidak adanya poliribosum dan reticulum endoplasma kasar memperjelas kerergantungan akson pada perikardion untuk mempertahankan diri. Jika akson di potong, bagian perifernya akan berdegenerasi dan mati.
Terdapat lalu lintas dua arah yang sibuk dari molekul besar dan kecil di sepanjang akson. Makromolekul dan organel yang disentesis di dalam badan sel akan diangkut secara kontinu oleh suatu aliran anterograd di sepanjang akson kebagian terminalnya. Aliran anterograd berlangsung dengan 3 kecepatan yang berbeda. Aliran dengan kecepatan sedang mengangkut mitokondria dan aliran cepat mengangkut zat yang ditampung dalam vesikel yang diperlukan di akson terminal selama transmisi saraf berlangsung. Bersamaan dengan aliran anterograd, aliran retrograd dalam arah berlawanan mengangkut sejumlah molekul ke badan sel, termasuk zat yang masuk melalui endositosis. Proses ini digunakan untuk mempelajari jalur-jalur neuron : peroksidase atau zat penanda yang lain disuntikkan ke daerah dengan akson terminal, dan penyebarannya diikuti dalam selang waktu tertentu.
Protein motorik yang terkait dengan aliran akson meliputi dinein, suatu protein dengan aktivitas ATPase yang terdapat dalam mikrotubulus dan kinesin, yakni suatu mikrotubulus yang beraktivasi ATPase yang mempercepat aliran anterograd dalam akson ketika melekat pada vesikel.
Sistem Saraf Pusat dan Sistem Saraf Perifer
1. Sistem Saraf Pusat
a. Otak
Seperti terlihat pada gambar di atas, otak dibagi menjadi empat bagian, yaitu:
1) Cerebrum (Otak Besar)
Cerebrum adalah bagian terbesar dari otak manusia yang juga disebut dengan nama Cerebral Cortex, Forebrain atau Otak Depan. Cerebrum merupakan bagian otak yang membedakan manusia dengan binatang. Cerebrum membuat manusia memiliki kemampuan berpikir, analisa, logika, bahasa, kesadaran, perencanaan, memori dan kemampuan visual. Kecerdasan intelektual atau IQ Anda juga ditentukan oleh kualitas bagian ini.
Cerebrum secara terbagi menjadi 4 (empat) bagian yang disebut Lobus. Bagian lobus yang menonjol disebut gyrus dan bagian lekukan yang menyerupai parit disebut sulcus. Keempat Lobus tersebut masing-masing adalah: Lobus Frontal, Lobus Parietal, Lobus Occipital dan Lobus Temporal.
a) Lobus Frontal merupakan bagian lobus yang ada dipaling depan dari Otak Besar. Lobus ini berhubungan dengan kemampuan membuat alasan, kemampuan gerak, kognisi, perencanaan, penyelesaian masalah, memberi penilaian, kreativitas, kontrol perasaan, kontrol perilaku seksual dan kemampuan bahasa secara umum.
b) Lobus Parietal berada di tengah, berhubungan dengan proses sensor perasaan seperti tekanan, sentuhan dan rasa sakit.
c) Lobus Temporal berada di bagian bawah berhubungan dengan kemampuan pendengaran, pemaknaan informasi dan bahasa dalam bentuk suara.
d) Lobus Occipital ada di bagian paling belakang, berhubungan dengan rangsangan visual yang memungkinkan manusia mampu melakukan interpretasi terhadap objek yang ditangkap oleh retina mata.
2) Cerebellum (Otak Kecil)
Otak Kecil atau Cerebellum terletak di bagian belakang kepala, dekat dengan ujung leher bagian atas. Cerebellum mengontrol banyak fungsi otomatis otak, diantaranya: mengatur sikap atau posisi tubuh, mengkontrol keseimbangan, koordinasi otot dan gerakan tubuh. Otak Kecil juga menyimpan dan melaksanakan serangkaian gerakan otomatis yang dipelajari seperti gerakan mengendarai mobil, gerakan tangan saat menulis, gerakan mengunci pintu dan sebagainya.
Jika terjadi cedera pada otak kecil, dapat mengakibatkan gangguan pada sikap dan koordinasi gerak otot. Gerakan menjadi tidak terkoordinasi, misalnya orang tersebut tidak mampu memasukkan makanan ke dalam mulutnya atau tidak mampu mengancingkan baju.
3) Brainstem (Batang Otak)
Batang otak (brainstem) berada di dalam tulang tengkorak atau rongga kepala bagian dasar dan memanjang sampai ke tulang punggung atau sumsum tulang belakang. Bagian otak ini mengatur fungsi dasar manusia termasuk pernapasan, denyut jantung, mengatur suhu tubuh, mengatur proses pencernaan, dan merupakan sumber insting dasar manusia yaitu fight or flight (lawan atau lari) saat datangnya bahaya
Batang otak dijumpai juga pada hewan seperti kadal dan buaya. Oleh karena itu, batang otak sering juga disebut dengan otak reptil. Otak reptil mengatur “perasaan teritorial” sebagai insting primitif. Contohnya anda akan merasa tidak nyaman atau terancam ketika orang yang tidak Anda kenal terlalu dekat dengan anda. Batang Otak terdiri dari tiga bagian, yaitu:
a) Mesencephalon atau Otak Tengah (disebut juga Mid Brain) adalah bagian teratas dari batang otak yang menghubungkan Otak Besar dan Otak Kecil. Otak tengah berfungsi dalam hal mengontrol respon penglihatan, gerakan mata, pembesaran pupil mata, mengatur gerakan tubuh dan pendengaran.
b) Medulla oblongata adalah titik awal saraf tulang belakang dari sebelah kiri badan menuju bagian kanan badan, begitu juga sebaliknya. Medulla mengontrol fungsi otomatis otak, seperti detak jantung, sirkulasi darah, pernafasan, dan pencernaan.
c) Pons merupakan stasiun pemancar yang mengirimkan data ke pusat otak bersama dengan formasi reticular. Pons yang menentukan apakah kita terjaga atau tertidur.
4) Limbic System (Sistem Limbik)
Sistem Limbik terletak pada bagian tengah otak membungkus batang otak ibarat kerah baju. Limbik berasal dari bahasa latin yang berarti kerah. Bagian otak ini sama dimiliki juga oleh hewan mamalia sehingga sering disebut dengan otak mamalia. Komponen limbik antara lain hipotalamus, thalamus, amigdala, hipocampus dan korteks limbik. Sistem limbik berfungsi menghasilkan perasaan, mengatur produksi hormon, memelihara homeostasis, rasa haus, rasa lapar, dorongan seks, pusat rasa senang, metabolisme dan juga memori jangka panjang.
Bagian terpenting dari Limbik Sistem adalah Hipotalamus yang salah satu fungsinya adalah bagian memutuskan mana yang perlu mendapat perhatian dan mana yang tidak.
Sistem limbik menyimpan banyak informasi yang tak tersentuh oleh indera. Dialah yang lazim disebut sebagai otak emosi atau tempat bersemayamnya rasa cinta dan kejujuran. Carl Gustav Jung menyebutnya sebagai "Alam Bawah Sadar" atau ketidaksadaran kolektif, yang diwujudkan dalam perilaku baik seperti menolong orang dan perilaku tulus lainnya. LeDoux mengistilahkan sistem limbik ini sebagai tempat duduk bagi semua nafsu manusia, tempat bermuaranya cinta, penghargaan dan kejujuran.
5) Medulla Spinalis
Medulla spinalis merupakan bagian dari susunan saraf pusat yang berbentuk silinder memanjang dan terletak seluruhnya di dalam canalis verterbalis, dikeliling oleh tiga lapis selaput pembungkus yang di sebut meninges. Apalagi lapisan-lapisan, struktur-struktur dan ruangan-rungan yang mengeliling medulla spinalis itu disebutkan dari luar ke dalam secara berturut-turut, maka terdapatlah :
- Dinding canalis verterbralis (terdiri atas vertebrae dan ligmenta)
- Lapisan jaringan lemak (ekstradural) yang mengandung anyaman pembuluh-pembuluh darah vena
- Dura mater
- Arachnoidea
- Ruang subrachnoidal (cavitas subarachnoidealis), yang antara lain berisi liquor cerebrospinalis
- Pia mater, yang kaya dengan pembuluh-pembuluh darah dan yang langsung membungkus permukaan sebelah luar medulla spinalis.
Lapisan meninges terdiri atas pachymeninx (dura meter) dan leptomeninx (arachnoidea dan pia meter). Lapisan arachnoidea menempel langsung pada permukaan sebelah dalam dura meter, sehingga di antara kedua lapisan ini dalam keadaan normal tidak dijumpai suatu ruangan. Ruangan subarachoidal selain mengelilingi medulla spinalis, juga mengelilingi radices dan ganglia. Di dalam cavitas subarachoidealis selain liquor cerebrospinalis, juga dapat dijumpai septum subarachnoideale, ligmentum denticulatum dan pembuluh-pembuluh darah. Septum subarachoideale merupakan perluasan lapisan pia meter yang terbentang antara sulcus medianus dorsalis medulla spinalis dan permukaan sebelah dalam aracnoidea. Ligamentum denticulatum juga dapat dianggap sebagi perluasan pia meter yang terbentang antara permukaan lateral medulla spinalis dan kearah lateral melekat pada permukaan sebelah dalam arachoidea dengan perantara titik-titik perlekatan yang terletak di antara pangkal-pangkal radices n. Spinalis yang berdekatan.
Pada tubuh dewasa, panjang medulla spinalis adalah sekitar 43 sentimeter. Pada masa kehidupan intrauterina usia 3 bulan, panjang medulla spinalis sama dengan panjang canalis vertebralis, sedang dalam masa-masa berikutnya terjadi suatu perbedaan kecepatan pertumbuhan memnjang, canalis vertebralis tumbuh lebih cepat dari pada medulla spinalis, sehingga ujung caudal medulla spinalis berangsur-angsur terletak pada tingkat-tingkat yang lebih tinggi. Pada masa kehidupan intrauterina usia 6 bulan, ujung caudal corpus vertebrae lumbalis III; pada saat lahir ujung tersebut sudah terletak setinggi tepi caudal corpus vertebrae lumbalis II. Pada usia dewasa, ujung caudal medulla spinalis biasanya terletak setinggi tepi cranial corpus vertebrae lumbinalis I dan II. Posisi ujung caudal medulla spinalis ini dapat menunjukkan variasi satu corpus vertebrae ke arah cranial atau caudal.
Perbedaan panjang antara medulla spinalis dan canalis vertebrae ini mempunyai makna dalam dua hal, sebagai:
(1) Pembentukan cauda equeina.
Pada tinggkat manapun sekmen-sekmen medulla spinalis terletak radices nervispinalis selalu akan kluar dari canalis vertebralis melalui vronamina intervertebralia yang sesuai didaerah servikal bagian kranial redices tersebut berjalan keluar secara hampir horisontal, akan tetapi makin kearah tingkat-tingkat yang lebih caudal, radices nervi lumbales bagian caudal dan radices nervi sacralis praktis berjalan secara vertikal kearah caudal untuk beberapa saat sebelum mereka dapat mencapai foreminal intervertebralia yang sesuai, yang terletak beberapa sekmen di sebelah caudal tempat radices tersebut keluar dari permukaan medulla spinalis. Oleh karena itu caudal equena merupakan struktur yang terdiri atas radices nervi lumbalis bagian caudal dan radices nervi sacralis disebelah caudal conus medularis. Conus medularis merupakan bagian paling caudal medulla spinalis yang berbentuk krucut dan terutama terdiri dari atas segmen-segmen sacral medulla spinalis.
(2) Punksi limbal.
Kearah caudal cavitas subarachnoidealis akan berakhir setinggi segmen sacral II atau III columna vertebralis jadi pada orang dewasa setinggi antara tepi caudal corvus vertebrae lumbalis I dan corpus vertebrae sacralis II atau III tidak lagi terdapat medulla spinlis, akan tetapi bhanya terdapat caudal equina yang terapung-apung di dalam liquor cerebrospinalis di dalam suatu ruangan subrachnoidal yang luas. Dari daerah inilah liquor cerebrospinalis itu dapat diambil melalui sesuatu tindakan yang disebut punksi lumbal untuk kepentingkan diagnostik atau pengobatan. Pada tindakan ini jarum punksi biasanya ditusukkan ke dalam cavitas subrachnoidealis menembus ligamentum flavum yang terbentang antara vertebrae lumbales III dan IV (atau vertebrae lumbales IV dan V). Dalam tindakan ini caudal equina biasanya tidak mengalami cedera, oleh karena ia terapung-apung secara agak bebas didalam eliquor serebrospinalis, dan ketika jarum punksi mencapai ruangan subara chnoidal tersebut, radices nervispinalis terdesak ke samping.
2. Sistem Saraf Perifer
a. Susunan Saraf Somatic
Susunan saraf somatic adalah susunan saraf yang mempunyai peranan sfesifik untuk mengatur aktivitas otot sadar atau serat lintang. Otak dan sumsum tulang belakang berkomunikasi dengan seluruh bagian tubuh melalui cranial nerves (saraf-saraf kepala) dan spinal nerves (saraf-saraf tulang belakang). Saraf-saraf tersebut adalah bagian dari sistem saraf perifer yang membawa informasi sensoris ke sistem saraf pusat dan membawa pesan-pesan dari sistem saraf pusat ke otot-otot dan kelenjar-kelenjar di seluruh tubuh atau disebut juga dengan sistem saraf somatik (somatic nervous system). Bagian-bagian sistem saraf somatic:
1) Saraf-saraf Tulang Belakang (Spinal Nerves)
Saraf tulang belakang yang merupakan bagian dari sistem saraf somatik; dimulai dari ujung saraf dorsal dan ventral dari sumsum tulang belakang (bagian di luar sumsum tulang belakang). Saraf-saraf tersebut mengarah keluar rongga dan bercabang-cabang di sepanjang perjalanannya menuju otot atau reseptor sensoris yang hendak dicapainya. Cabang-cabang saraf tulang belakang ini umumnya disertai oleh pembuluh-pembuluh darah. Soma sel dari axon-axon saraf tulang belakang yang membawa informasi sensoris ke otak dan sumsum tulang belakang terletak di luar sistem saraf pusat (kecuali untuk sistem visual karena retina mata adalah bagian dari otak). Axon-axon yang datang membawa informasi sensoris ke susunan saraf pusat ini adalah saraf-saraf afferent. Soma-soma sel dari axon yang membawa informasi sensoris tersebut berkumpul di dorsal root ganglia. Neuronneuron ini merupakan neuron-neuron unipolar. Batang axon yang bercabang di dekat soma sel, mengirim informasi ke sumsum tulang belakang dan ke organ-organ sensoris. Semua axon di dorsal root menyampaikan informasi sensorimotorik.
2) Saraf-saraf Kepala (Cranial Nerves).
Saraf-saraf kepala terdiri dari 12 pasang sarafkepala yang meninggalkan permukaan ventral otak. Sebagian besar saraf-saraf kepala ini mengontrol fungsi sensoris dan motorik di bagian kepala dan leher. Salah satu dari keduabelas pasang tersebut adalah saraf vagus (vagus nerves/saraf yang "berkelana"), yang merupakan saraf nomor sepuluh yang mengatur fungsi-fungsi organ tubuh di bagian dada dan perut. Disebut "vagus" atau saraf yang berkelana karena cabang-cabang sarafnya mencapai rongga dada dan perut.
b. Susunan Saraf Otonom
Saraf-saraf yang bekerja tidak dapat disadari dan bekerja otomatis. Oleh kerena itu disebut juga saraf tak sadar. Susunan saraf motorik yang mengsarafi organ visceral umum, mengatur menyelaraskan dan mengoordinasikan aktivitas visceral vital termasuk pencernaan,suhu badan,tekanan darah dan segi perilaku emosionil lainnya.
Sistem saraf otonom bergantung pada sistem saraf pusat dan anatara keduanya dihubungkan oleh urat-urat saraf eferen ini seolah-olah berfungsi sebbagai sistem saraf pusa.saraf otonom terutama berkenaan dengan organ-organ dalam. Menurut fungsinya susunan saraf otonom terdiri dari 2 bagian:
1) Sistem Simpatis
Inti ( yang di bentuk oleh sekelompok badan sel saraf ) sistem simpatis terletak di segmen toracal dan lumbal di medulla spinalis. Karenanya sistem simpatis juga disebut Divisi toracolumbar dari sistem saraf otonom. Akson neuron ini serat-serat praganglion meninggalkan SSP melalui radiks ventral dan cabang-cabang (rami). Penghubung saraf spinal bagian toracall dan lumbal. Mediator kimia dari serabut pasca ganglion sistem simpatis adalah norepinefrin, yang juga di produksi oleh medulla adrenal. Serabut saraf yang membebaskan neropinefrin disebut saraf adrenergic( kata yang berasal dari noradrenalin, nama lain untuk norepinefrin). Serabut adrenergic mempersarafi kelenjar keringat dan pembuluh darah otot rangka . sel-sel medulla adrenal membebaskan epi nefrin dan noreepinefrin sebagai respon terhadap stimulasi simpatis praganglion.
2) Sistem Parasimpatis
Sistem parasimpatis memiliki inti di medulla dan mesensepalon dan di bagian sacral medulla spinalis. Serabut praganglion dari neuron ini keluar melalui 4 saraf cranial (III,VII,IX dan X) dan juga melalui saraf sacral ke dua, ke tiga dan ke empat di medulla spinalis. Karenanya, sistem parasimpatis juga disebut divisi craniosakral sistem otonom. Neuron ke dua dari sistem parasimpatis ditemukan dalam ganglia yang lebih kecil dari ganglia sistem simpatis, neuron ini selalu berada dekat atau di dalam organ efektor. Neuron ini umumnya terdapat di dinding organ (misalnya, lambung,usus), ketika terserabur gaganglion memasuki organ dan membentuk sinaps dengan neuron ke dua dalam sistem saraf ini.
Mediator kimia yang disebabkan oleh ujung saraf praganglion dan pasca praganglion dari sistem parasimpatis, yaotu acetilcolin, dinon aktifkan oleh asetil cholinesterase salah satu alas an mengapa stimulasi parasimpatis memiliki kerja yang lebih jelas dan lebih terlokalisir daripada stimulasi simpatis.
D. Anatomi dan Fisiologi Serebrum
Serebrum (otak besar) merupakan bagian yang terluas dan terbesar dari otak, berbentuk telur, mengisi penuh bagian depan atas rongga tengkorak. Masing-masing disebut fosa kranialais anterior atas dan fosa kranialis media. Otak mempunyai dua permukaan, permukaan atas dan permukaan bawah. Kedua permukaan ini dilapisi oleh lapisan kelabu (zat kelabu) yaitu pada bagian korteks serebral dan zat putih terdapat pada bagian dalam yang mengandung serabut saraf.
Mengisi bagian depan dan atas rongga tengkorak, yang masing-masing disebut fosa kranialis anterior dan fosa kranialis tengah. Serebrum terdiri atas dua belahan (hemisfer) besar sel saraf (substansi kelabu) dan serabut saraf (substansi putih). Lapisan luar substansi kelabu disebut koeteks. kedua hemisfer otak itu dipisahkan celah yang dalam, tapi bersatu kembali pada bagian bawahnya melalui korpus kolosum, yaitu masa substansi putih yang terdiri atas serabut saraf. Di sebelah bawahnya lagi terdapat kelompok-kelompok substansi kelabu atau ganglia basalis. Pada otak besar di temukan beberapa lobus yaitu:
1) Lobus frontalis, adalah bagian dari serebrum yang teletak di depan sulkus sentralis.
2) Lobus parietalis, terdapat didepan sulkus sentralis dan dibelakangi oleh korako-oksipitalis.
3) Lobus temporalis, terdapat dibawah lateral dari fisura serebralis dan di depan lobus oksipitalis.
4) Oksipitalis yang mengisi bagian belakang dari serebrum.
Korteks serebri selain dibagi dalam lobus dapat juga dibagi menurut fungsi dan banyaknya area. Campbel membagi bentuk korteks serebri menjadi 20 area. secara umum korteks serebri dibagi menjadi empat bagian:
1) Korteks sensoris. Pusat sensasi umum primer suatu hemisfer serebri yang mengurus bagian badan, luas daerah korteks yang menangani suatu alat atau bagian tubuh bergantung pada fungsi alat yang bersangkutan. disamping itu juga korteks sensoris bagian fisura lateralis menangani bagian tubuh bilateral lebih dominan.
2) Korteks asosiasi. Tiap indra manusia, korteks asosiasi sendiri merupakan kemampuan otak manusia dalam bidang intelektual, ingatan berpikir, rangsangan yang diterima diolah dan disimpan serta dihubungkan dengan data yang lain. Bagian anterior lobus temporalis mempunyai hubungan dengan fungsi luhur dan disebut psikokorteks.
3) Korteks motoris menerima impuls dari korteks sensoris, fungsi utamanya adalah kontribusi pada traktus piramidalis yang mengatur bagian tubuh kontralateral.
4) Korteks pre-frontal terletak pada lobus frontalis berhubungan dengan sikap, mental, dan kepribadian.
Pusat bicara. Kemampuan berbicara/bahasa hanya terdapat pada manusia dan mempunyai pusat pada temporalis dan lobus parietalis. Gangguan terhadap hubungan antara korteks berbicara sensoris dan motoris maka akan timbul gangguan kemampuan untuk berbicara spontan.
Ganglia basalis. Kumpulan badan-badan sel saraf di dalam diensefalon dan mesensefalon yang berfungsi pada aktivitas motorik (menghambat tonus otot, menentukan sikap), gerakan dasar yang terjadi otomatis seperti ekspresi wajah dan lenggang lenggok waktu berjalan.
Substansi putih terletak lebih dalam dan terdiri dari serabut saraf milik sel-sel pada korteks. Pada hemisfer otak terdiri dari serabut saraf yang bergerak dari korteks dan ke dalam korteks menyambung berbagai pusat pada otak dengan sumsum tulang belakang.
Kopsula internal terbentuk oleh berkas-berkas serabut motorik dan sensorik yang menyambung korteks serebri dengan batang otak dan sumsum tulang belakang. Pada saat melintas substansi kelabu, berkas saraf ini terpadu satu sama lain dengan erat.
E. Anatomi dan Fisiologi Serebelum
Cerebellum yang terletak pada fossa posterior tengkorak dibelakang pons dan medulla, dipisahkan dari cerebrum yang berada diatasnya oleh peluasan duramater, yaitu tentorium cerebella. Bentuk tentorium ini ini oval dengan diameter yang terlebar pada sumbu transversal.
1. Anatomi
a. Permukaan : permukaan cerebellum mempunyai banyak sulcus dan alur yang memberikan gambaran berlapis-lapis dan makin dipertegas oleh beberapa fissure yang dalam yang membagi beberapa lobus. Sejumlah besar sulcus yang lebih dangkal pada masing-masing lobus memisahkan setiap folia yang satu dengan yang lain.
b. Lobus : cerebellum terdiri atas bagian medial yang kecil dan tidak berpasangan yaitu vermis , dan dua masa lateral yang besar, yaitu hemispherium cerebella. Lobus flocculonodularis mencakup nodulus vermis posterior serta flocculi yang melekat padanya, dan kadang-kadang disebut sebagai archicerebellum.
c. Tubuh cerebellum atau corpus cerebella, terletak disebelah anterior lobus flocculonodularis dan dipisahkan dari lobus tersebut oleh fissure posterolateralis. Corpus cerebella dapat dibagi lagi menjadi lobus anterior dan lobus posterior, yang dipisahkan oleh suatu fissure paling dalam yaitu fissura prima. Lobus anterior, yang terdiri atas lingual, lobules centerlaris dan culmen monticulli, merupakan paleocerebellum.
d. Lobus posterior membentuk bagian cerebellum yang besar. Bagian ini dianggap sebagai neocerebellum. Neocerebellum meliputi lobus medialis, yang tersusun dari tuber dan folium vermis, serta lobules ansiformis yang mencakup sisanya dari hemispherium cerebellum dan tonsil. Menurut penelitian perbandingan dari larsell, vermis cerebellum dapat dibagi menjadi 10 lobulus primer yang diberi angka I sampai X, mulai dari anterior ke posterior.
e. Struktur interna : struktur interna cerebellum ditandai oleh lapisan cortex dan massa interna substantia alba yang di dalamnya terdapat sekelompok nucleus. Nucleus dentatus berada agak medial terdapat pusat substantia alba dari masing-masing hemispherium cerebellum. Nucleus ini merupakan lamina yang bergerigi, seperti kantong dengan sebuah hilus yang terbuka, disebelahg anteromedial. Nucleus dentatus menerima serabut-serabut dari bagian neocerebellum lobus posterior dan sebagian lagi dari lobus anterior. Ia mengirimkan serabut-serabutnya melalui pedunculus cerebellaris superior ke nucleus ruber dan nucleus ventrolateralis thalami. Nucleus embolifermis merupakan massa yang memanjang dan berada tepat disebelah anteromedial terhadap hilus dari nucleus dentatus. Nucleus emboliformis ini menerima serabut-serabut dari paleocerebellum dan mengirimkan serabut-serabutmya ke nucleus reber melalui pedunclus cerebellaris superior. Nucleus globosus tersusun dari kelompok-kelompok kecil sel diantara nuclei emboliformis dan fastigius. Hubungannya sama seperti hubungan nucleus emboliformis, dan kedua nucleus ini bersama-sama disebut nucleus interpositus. Nucleus fastigius terletak dengan garis tengah tepat diatas atap ventriculus quartus pada bagian anterior vermis. Nucleus vestigeus lebih besar daripada nuclei globosus atau emboliformis. Ia menerima serabut-serabut dari lobus flocculonodularis dan mengirimkan serabut-serabutnya ke nuclei vestibularis dan reticularis melalui fasciculus uncinatus ( berkas seperti kaitan dari Russell).
f. Gambaran mikroskopik : Cortex cerebellum memiliki gambaran yang agak khas. Pemeriksaan mikroskopik memperlihatkan suatu lapisan moleculer yang paling luar dan lapisan granular yang paling dalam. Lapisan molecular mengandung beberapa sel saraf dan pada sayatan melintang, terlihat gambaran puncpata yang halus. Sel-selnya kecil dan tersusun dalam bagian luar dan bagian dalam. Sel-sel keranjang ( basket sel ) pada bagian dalam berjalan melewati lapisan molecular pada sebuah bidang tegak lurus terhadap sumbu panjang folium dan mengeluarkan banyak kolateral dengan arborisasi disekitar sel-sel purkinje. Sel-sel stellata serupa dengan sel-sel keranjang. Tetapi letaknya lebih superficial. Sel-sel purkinje membentuk sehelai lapisan sel-sel besar pada hubungan antara lapisan molecular dan granular. Serabut-serabut pemanjat merupakan serabut saraf aferen dari nuclei olivarius inferior yang berakhir pada lapisan molecular didekat sel-sel purkinje. Lapisan granular mempunyai ciri khas dengan banyaknya sel-sel granula yang kecil. Setiap sel granula mengirimkan sebuah akson kelapisan molecular, dimana akson ini bercabang membentuk huruf T yang kedua lengannya ( serabut parallel ) berjalan lurus serta memanjang, membuat hubungan sinaktik dengan pohon-pohon dendrite sel purkinje. Sel-sel golgi dalam lapisan sel granula memprojeksikan dendrite-dendritnya kelapisan molecular. Jadi menerima input dari serabut-serabut parallel sementara tubuh sel golgi menerima input dari kolateral serabut-serabut pemanjat dan sel-sel purkinje. Akson-aksonnya diprojeksikan ke dendrite sel-sel granular. Serabut-serabut mossy merupakan serabut-serabut aferen dari nuclei batang otak dan medulla spinalis dengan tambahan (appendages) yang mirip sejenis lumut (moss) dan berakhir secara profuse dalam lapisan granular. Serabut mossy berakhir pada dendrite sel-sel granular dengan hubungan sinaps yang rumit dan disebut glomeruli, yang juga menerima ujung serabut inhibisi dari sel-sel golgi
g. Serabut-serabut pemanjat (climbing fibers) menimbulkan pengaruh eksitasi yang kuat pada sel-sel purkinje saja, sedangkan serabut mossy menerbitkan pengaruh eksitasi yang lemah pada banyak sel purkinje melalui sel-sel granula. Sel-sel keranjang dan sel-sel stelata dirangsang oleh serabut-serabut parallel sel granula dan menghambat impuls dari sel purkinje. Sel-sel golgi dieksitasikan oleh kolateral serabut mossy, kolateral sel purkinje dan serabut-serabut purkinje dan serabut-serabut parallel, serta menghambat transmisi dari mossy fiber ke sel-sel granula. Nuclei cereberalis yang dalam mengalami inhibisi oleh sel-sel purkinje dan eksitasi oleh kolateral dari serabut mossy, climbing fiber dan lintasan lainnya.
h. Substantia alba : cerebellum berisi 3 pasang berkas proyeksi yang utama, yaitu pedunculli cerebellaris. Edunculus celeberallis superior (brachium conjunctivum) berjalan dari subtantia alba sebelah medial atas dari hemisfer cerebellum dan kemudian memasuki dinding lateral pentricullus kuartus. Sesudah itu, sebagian besar berkas serabut naik, memasuki tegmentum secara lebih dalam dan mengalami decussatio lengkap pada mesencepalon dibawah aquaeduktus serebri setinggi kolikulus inferior. Brachium conjunctivum mengandung 1. Serabut-serabut dentatorubralis dan dentatotalamicus, yang berjalan dari nucleus dentatus ke nucleus ruber dan thalamus yang berseberangan. 2. Traktus spinocerebellaris ventralis, yang memasuki cerebellum dari medulla spinalis dan berakhir pada kortexs paleocerebellum. 3. Vascicullus uncinatus (hook bundle of Rusell); melalui fasciculus ini, serabut-serabut dari nucleus pastigius berputar disekitar pedunculus cerebellaris superior dan berhenti pada nucleus vestibularis lateralis. Pendunculus cerebellaris medius (brachium pontis) merupakan pedunculus celeberralis yang terbesar. Serabut-serabut dari nucleus continous berjalan ke neocerebellum yang berseberangan melalui pedunculus ini
i. Pedunculus cerebellaris inferior (corpus restiformis) naik ke lateral dari dinding lateral dari dinding lateral ventriculus quartus dan memasuki cerebellum diantara pedunculi cerebellis superior dan medius. Pedunculus cerebellaris inferior ini terdori atas (1) traktus olivocerebelaris, yang sebagai besar serabutnya berjalan dari nucleus olivarius inferior kontralateral ke hemisver cerebellum dan permis ; (2) traktus spinocerebelaris dorsalis, yang mengandung serabut-serabut dari medulla spenalis yang menuju ke cortex cerebellum dan kebagian pyramis dari kalium ; (3) serabut-serabut arcuata eksterna dorsalis, yang berasal dari nuclei funiculus drasilis dan cuniatus ;(4) seerabut-serabut arcuata eksterna ventralis dari nuclei arcuata dan retikularis lateralis medulla ;(5) traktus vestibulocerebelaris, yang berjalan dari nuclei vestiburalis kekortex lobus flocculonudularis.
2. Fisiologi
Fungsi berbagai bagian cerebellum secara kasat mata dapat dikolalisir atas dasar pengamatan klinik dan penelitian anatomi dan penelitian anatomi serta embryologi perbandingan. Archicerebellum, bagian cerebellum yang tertua, berfungsi untuk mempertahankan agar seseorang berorientasi didalam ruangan. Lesi pada daerah ini akan menyebabkan ataxia tubuh, limbung dan terhuyung-huyung yang tidak diperburuk dengan menutup mata dan disertai penurunan atau menghilangnya reaksi terhadap stimulasi suhu atau rotasi pada labyrinth. Ablatio nodulus akan menghasilkan pelindungan terhadap motion sickness yang ditimbulkan pada binatang. Impuls-impuls dari labyrinth tiba melalui lintasan vestibulocerebelaris kelobus flocculonudularis kortex cerebellum, menjadi kenuclei vastigius cerebellum, dan akhirnya keluar dari fasciculus uncinatus (hook bundle dari Russell) menuju ke nucleus vestibularis lateralis (noucleus dari deiters).
Faleocerebellum, bagian dari cerebellum yang tertua berikutnya, mengendalikan otot-otot antigrafitas dari tubuh. Pada binatang, stimulasinya menghasilkan inhibisi sikap tubuh antigravitas pada sisi yang terangsang ; sedangkan destruksinya akan menyebakan peningkatan reflexs regangan pada otot-otot penyokong. Penelitian menunjukkan kalau dilakukan stimulasi listrik dengan frekuensi yang lebih tinggi, maka lebih terjadi fasilitas daripada inhibisi kontraksi otot yang diindusir dari kortek. Impuls-impuls dari otot-otot antigravitas berjalan ke culmen bagian centralis cortex cerebellum melalui traktus spinocerebelaris, kemudian kenuclei gbolusus dan emboliformis dari cerebellum, dan akhirnya melalui brakium konjuctivum ke nucleus ruber. Oriontasi takografik terjadi pada bagian ifsilateral dari cerebellum anterior ; bagian caudal tubuh diwakili paling anterior dan bagian cranial tubuh paling posterior. Stimulasi lobus anterior cerebellum akan menimbullkan efek inhibisi pada kenaikan tekanan darah yang biasanya terjadi sesudah stimulasi saraf sensorik.
Neucerebelum, bagian cerebellum yang paling muda berfungsi sebagai pengerem pada gerakan dibawah kemauan terutama gerakan yang memerlukan pengawasan dan penghentian, serta geh rakan alus dari tangan. Lesi pada neocerebelum akan menghasilkan disnetria, intention tremor, dan ketidakmampuan untuk melakukan gerakan mengubah-ubah yang cepat. Impuls-impuls dating dari kortex premotorik dan motorik (brodman area 4 dan 6) melalui traktus pontocerebelaris dan mencapai bagian antiformis dari kortek hemisphrium cerebellum ketika menuju nucleus dentatus. Melalui brakium serta akhirnya kembali ke brodman area 4 dan 6 dari cortex cerebi. Pada golongan trimata yang lebih tinggi, ablation cortex cerebellum akan menyebabkan kecanggungan ipsilateral yang terjadi sementara, hipotonia dan perubahan gaya berjalan. Ablatio tambahan pada nucleus dentatus akan mengakibatkan gejala yang lebih berlarut-larut dengan tambahan gejala intention tremor.
