SSP mengontrol otot dan kelenjar dengan mengirimkan sinyal ke organ-organ efektor ini melalui divisi eferen sistem saraf perifer. Terdapat dua jenis keluaran eferen: sistem saraf otonom, yang dikontrol oleh bawah sadar dan mempersarafi otot jantung, otot polos, serta sebagian besar kelenjar eksokrin dan sebagian kelenjar endokrin, dan sistem saraf somatik, yang berada di bawah kontrol kesadaraan dan mempersarafi otot rangka.
Sistem Saraf Otonom
Sistem saraf otonom terdiri dari dua subdivisi (sistem saraf simpatis dan parasimpatis). Jalur saraf otonom terdiri dari rantai dua neuron. Serat praganglion berasal dari SSP dan bersinaps dengan badan sel serat pascaganglion di suatu ganglion di luar SSP. Serat pascaganglion berakhir di organ efektor. Semua serat praganglion dan serat pascaganglion parasimpatis mengeluarkan asetilkolin. Serat pascaganglion simpatis mengeluarkan norepinefrin. Neurotransmiter yang sama menimbulkan respons yang berbeda-beda di jaringan yang berbeda. Dengan demikian, respons bergantung pada spesialisasi sel jaringan, bukan pada sifat zat perantara. Jaringan yang dipersarafi oleh sistem saraf otonom memiliki satu atau lebih jenis reseptor yang berbeda untuk zat perantara kimiawi pascaganglion.
Suatu serat otonom menimbulkan eksitasi atau inhibisi terhadap aktivitas organ yang dipersarafinya. Sebagian besar organ viseral dipersarafi oleh serat saraf simpatis dan parasimpatis, yang secara umum menimbulkan efek berlawanan pada organ tertentu. Persarafan ganda pada organ-organ viseral oleh kedua cabang sistem saraf otonom ini memungkinkan kontrol yang cermat atas aktivitas organ yang bersangkutan. Sistem simpatis mendominasi pada keadaan darurat atau penuh stres dan mendorong respons-respons yang mempersiapkan tubuh untuk aktivitas fisik yang berat. Sistem parasimpatis mendominasi pada situasi yang tenang dan santai, dan mendorong aktivitas untuk memelihara tubuh, misalnya pencernaan.
Sistem Saraf Somatik
Sistem saraf somatik terdiri dari akson neuron motorik, yang berasal dari korda spinalis dan berakhir di otot rangka. Asetilkolin, neurotransmiter yang dikeluarkan dari neuron motorik, merangsang kontraksi otot. Neuron motorik adalah jalur bersama terakhir yang digunakan oleh berbagai daerah di SSP untuk melaksanakan kontrol atas aktivitas otot rangka.
Taut Neuromuskulus
Setiap terminal akson dari sebuah neuron motorik yang membentuk suatu taut neuromuskulus dengan sebuah sel (serat) otot, karena struktur-struktur ini tidak melakukan kontak langsung, sinyal disalurkan antara ujung saraf dan serat otot melalui zat perantara kimiawi asetilkolin (ACh). Potensial aksi di terminal akson menyebabkan pengeluaran Ach dari vesikel-vesikel tempat penyimpanannya. ACh yang dikeluarkan tersebut berdifusi melintasi ruang yang memisahkan sel saraf dan otot dan berikatan dengan tempat reseptor khusus pada motor end plate membran sel otot di bawahnya. Gabungan ACh dengan reseptornya ini mencetuskan pembukaan saluran-saluran spesifik di motor end plate. Pergerakan ion-ion yang kemudian terjadi menyebabkan depolarisasi motor end plate, dan menimbulkan end plate potential (EPP). Aliran arus setempat antara motor end plate yang mengalami depolarisasi dan membran sel otot didekatnya menyebabkan daerah-daerah tersebut mencapai ambang, mengawali potensial aksi yang merambat ke seluruh serat otot. Potensial aksi otot ini memicu kontraksi otot. Asetilkolinesterase menginaktifkan asetilkolin, mengakhiri EPP dan, dengan demikian, juga mengakhiri potensial aksi.
Sistem Saraf Otonom
Sistem saraf otonom terdiri dari dua subdivisi (sistem saraf simpatis dan parasimpatis). Jalur saraf otonom terdiri dari rantai dua neuron. Serat praganglion berasal dari SSP dan bersinaps dengan badan sel serat pascaganglion di suatu ganglion di luar SSP. Serat pascaganglion berakhir di organ efektor. Semua serat praganglion dan serat pascaganglion parasimpatis mengeluarkan asetilkolin. Serat pascaganglion simpatis mengeluarkan norepinefrin. Neurotransmiter yang sama menimbulkan respons yang berbeda-beda di jaringan yang berbeda. Dengan demikian, respons bergantung pada spesialisasi sel jaringan, bukan pada sifat zat perantara. Jaringan yang dipersarafi oleh sistem saraf otonom memiliki satu atau lebih jenis reseptor yang berbeda untuk zat perantara kimiawi pascaganglion.
Suatu serat otonom menimbulkan eksitasi atau inhibisi terhadap aktivitas organ yang dipersarafinya. Sebagian besar organ viseral dipersarafi oleh serat saraf simpatis dan parasimpatis, yang secara umum menimbulkan efek berlawanan pada organ tertentu. Persarafan ganda pada organ-organ viseral oleh kedua cabang sistem saraf otonom ini memungkinkan kontrol yang cermat atas aktivitas organ yang bersangkutan. Sistem simpatis mendominasi pada keadaan darurat atau penuh stres dan mendorong respons-respons yang mempersiapkan tubuh untuk aktivitas fisik yang berat. Sistem parasimpatis mendominasi pada situasi yang tenang dan santai, dan mendorong aktivitas untuk memelihara tubuh, misalnya pencernaan.
Sistem Saraf Somatik
Sistem saraf somatik terdiri dari akson neuron motorik, yang berasal dari korda spinalis dan berakhir di otot rangka. Asetilkolin, neurotransmiter yang dikeluarkan dari neuron motorik, merangsang kontraksi otot. Neuron motorik adalah jalur bersama terakhir yang digunakan oleh berbagai daerah di SSP untuk melaksanakan kontrol atas aktivitas otot rangka.
Taut Neuromuskulus
Setiap terminal akson dari sebuah neuron motorik yang membentuk suatu taut neuromuskulus dengan sebuah sel (serat) otot, karena struktur-struktur ini tidak melakukan kontak langsung, sinyal disalurkan antara ujung saraf dan serat otot melalui zat perantara kimiawi asetilkolin (ACh). Potensial aksi di terminal akson menyebabkan pengeluaran Ach dari vesikel-vesikel tempat penyimpanannya. ACh yang dikeluarkan tersebut berdifusi melintasi ruang yang memisahkan sel saraf dan otot dan berikatan dengan tempat reseptor khusus pada motor end plate membran sel otot di bawahnya. Gabungan ACh dengan reseptornya ini mencetuskan pembukaan saluran-saluran spesifik di motor end plate. Pergerakan ion-ion yang kemudian terjadi menyebabkan depolarisasi motor end plate, dan menimbulkan end plate potential (EPP). Aliran arus setempat antara motor end plate yang mengalami depolarisasi dan membran sel otot didekatnya menyebabkan daerah-daerah tersebut mencapai ambang, mengawali potensial aksi yang merambat ke seluruh serat otot. Potensial aksi otot ini memicu kontraksi otot. Asetilkolinesterase menginaktifkan asetilkolin, mengakhiri EPP dan, dengan demikian, juga mengakhiri potensial aksi.
Sistem Saraf Perifer: Divisi Aferen; Indera
Reseptor
Reseptor adalah ujung perifer khusus neuron-neuron aferen; reseptor berespons terhadap rangsangan tertentu, mengubah bentuk-bentuk energi rangsangan menjadi sinyal listrik, bahasa sistem saraf. Terdapat jalur-jalur tersendiri yang berlabel dari reseptor-reseptor ke SSP, sehingga informasi mengenai jenis dan lokasi rangsangan dapat dipecahkan oleh SSP, walaupun semua informasi datang dalam bentuk potensial aksi. Namun, apa yang dipersepsikan oleh otak dari berbagai masukan tersebut adalah suatu abstraksi dan bukan realitas. Satu-satunya rangsangan yang dapat dideteksi adalah rangsangan yang ada reseptornya. Selain itu, sewaktu sinyal-sinyal sensorik naik melalui pengolahan yang semakin lama semakin kompleks, sebagian informasi mungkin ditekan, sementara bagian-bagian lain mungkin diperkuat.
Stimulasi suatu reseptor menghasilkan potensial reseptor berjenjang. Kekuatan dan kecepatan perubahan rangsangan tercemin dalam besarnya potensial reseptor, yang pada gilirannya menentukan frekuensi potensial aksi yang terbentuk di neuron aferen. Besar potensial reseptor juga dipengaruhi oleh tingkat adaptasi reseptor, yang mengacu pada penurunan potensial reseptor walaupun rangsangan terus berlanjut. Reseptor tonik beradaptasi secara lambat atau tidak sama sekali, sehingga terus memberikan informasi mengenai rangsangan yang mereka pantau. Reseptor fasik beradaptasi secara cepat dan sering memperlihatkan off-response, sehingga memberikan informasi mengenai perubahan dalam bentuk energi yang mereka pantau.
Nyeri
Pengalaman rasa nyeri ditimbulkan oleh rangsangan mekanis, termal, atau kimiawi yang mengganggu dan terdiri dari dua komponen: persepsi nyeri disertai oleh respons perilaku dan emosi terhadapnya. Sinyal nyeri disalurkan melalui dua jalur aferen: jalur cepat yang membawa sinyal nyeri yang tajam dan menusuk serta jalur lambat yang membawa sinyal nyeri yang tumpul dan menetap. Serat-serat nyeri aferen berakhir di korda spinalis pada jalur-jalur asendens yang menyalurkan sinyal ke otak untuk diolah. Jalur-jalur desendens dari otak menggunakan opiat endogen untuk menekan pengeluaran substansi P, neurotransmiter dari ujung serat nyeri aferen. Dengan demikian, jalur-jalur descendens ini menghambat transmisi sinyal nyeri lebih lanjut dan berfungsi sebagai sistem analgesik built-in.
Mata: Penglihatan
Mata adalah struktur khusus tempat reseptor-reseptor peka cahaya yang penting untuk persepsi penglihatan, yaitu: sel kerucut dan sel batang ditemukan di lapisan retina. Iris mengontrol ukuran pupil dan mengatur jumlah cahaya yang diperbolehkan masuk ke mata. Kornea dan lensa adalah struktur refraktif utama yang membelokkan berkas cahaya masuk agar bayangan terfokus di retina. Kornea merupakan penentu utama kemampuan refraktif mata. Kekuatan lensa dapat diubah-ubah melalui kerja otot siliaris agar mata dapat berakomodasi untuk penglihatan jauh atau dekat.
Sel batang dan kerucut diaktifkan apabila fotopigmen yang mereka miliki menyerap berbagai panjang gelombang cahaya. Penyerapan cahaya menyebabkan perubahan biokimiawi pada fotopigmen yang akhirnya dikonversikan menjadi perubahan kecepatan perambatan potensial aksi di jalur penglihatan yang meninggalkan retina. Pesan visual disalurkan ke korteks penglihatan di otak untuk pengolahan perseptual.
Sel kerucut memperlihatkan ketajaman yang tinggi, tetapi hanya dapat digunakan untuk penglihatan di siang har, karena memiliki kepekaan yang rendah terhadap cahaya. Penglihatan warna ditumbulkan oleh bermacam-macam rasio stimulasi terhadap ketiga jenis sel kerucut oleh berbagai panjang gelombang cahaya. Sel batang menghasilkan penglihatan yang samar berupa rona abu-abu, tetapi karena sangat peka terhadap cahaya, sel-sel batang dapat digunakan untuk melihat pada malam hari.
Telinga: Pendengaran dan Keseimbangan
Telinga melaksanakan dua fungsi yang berbeda: (1) mendengar, yang melibatkan telinga luar, telinga tengah, dan koklea telinga dalam, dan (2) sensasi keseimbangan, yang melibatkan aparatus vestibularis telinga dalam. Berlainan dengan fotoreseptor mata, reseptor telinga terletak di telinga dalam (sel-sel rambut di koklea dan aparatus vestibularis) adalah mekanoreseptor. Pendengaran bergantung pada kemampuan telinga untuk merubah gelombang suara di udara menjadi deformasi mekanis sel-sel rambut reseptif yang kemudian mengawali sinyal listrik. Gelombang suara terdiri dari daerah-daerah pemampatan (kompresi) molekul udara bertekanan tinggi berselang-seling dengan daerah-daerah penjalaran molekul udara yang bertekanan rendah. Nada suara ditentukan oleh frekuensi gelombang dan kekerasan (intensitas) oleh amplitudo gelombang. Gelombang suara disalurkan melalui saluran telinga luar ke membrana timpani, yang bergetar secara sinkron dengan gelombang suara tersebut. Tulang-tulang telinga tengah yang menjembatani celah antara membrana timpani dan telinga dalam memperkuat gerakan membrana timpani dan menyalurkannya ke jendela oval, yang gerakannya menyebabkan timbulnya gelombang berjalan dalam cairan koklea. Gelombang ini, yang berfrekuensi sama dengan gelombang suara semula, menyebabkan membrana basilaris bergetar. Berbagai bagian dari membrana ini secara selektif bergetar lebih kuat sebagai respons terhadap frekuensi suara tertentu. Di atas membrana basilaris terletak sel-sel rambut reseptif organ Corti, yang rambut-rambutnya menekuk saat membrana basilaris bergerak naik-turun dalam kaitannya dengan membrana tektorial yang stasioner tempat rambut spesifik di daerah membrana basilaris dengan getaran maksimum itu diubah menjadi sinyal listrik yang disalurkan ke korteks pendengaran di otak untuk persepsi suara.
Aparatus vestibularis di telinga dalam terdiri dari (1) kanalis semisirkularis, yang mendeteksi akselerasi atau deselerasi rotasional dalam segala arah, dan (2) utrikulus dan sakulus, yang mendeteksi perubahan kecepatan gerakan linier dalam segala arah serta memberi informasi yang penting untuk menentukan posisi kepala sehubungan dengan gravitasi. Terbentuknya sinyal-sinyal listrik sebagai respons terhadap deformasi spesifik cairan dan struktur-struktur terkait di dalam organ indera ini. Informasi ini penting untuk sensasi keseimbangan dan untuk mempertahankan postur.
Indera Kimiawi: Pengecap dan Penghidu
Pengecap dan penghidu (penciuman) adalah indera kimiawi. Pada keduanya, perlekatan molekul larut tertentu ke tempat pengikatan membran reseptor menyebabkan potensial reseptor, yang pada gilirannya, menimbulkan impuls saraf yang memberi sinyal adanya zat kimia yang bersangkutan. Reseptor pengecapan terletak di papil pengecap di lidah; reseptor penghidu terletak di mukosa di bagian atas rongga hidung. Kedua jalur sensorik memiliki dua rute: satu ke sistem limbik untuk pengolahan emosional dan perilaku dan satu lagi ke korteks melalui talamus untuk persepsi sadar dan diskriminasi halus. Reseptor pengecapan dan penghidu terus menerus diperbarui, tidak seperti reseptor penglihatan dan pendengaran, yang tidak dapat digantikan.
Referensi
Bloom, F. E., and A. Lazerson. Brain, Mind and Behavior.
New York: Scientific American Books, 1988.
Reseptor adalah ujung perifer khusus neuron-neuron aferen; reseptor berespons terhadap rangsangan tertentu, mengubah bentuk-bentuk energi rangsangan menjadi sinyal listrik, bahasa sistem saraf. Terdapat jalur-jalur tersendiri yang berlabel dari reseptor-reseptor ke SSP, sehingga informasi mengenai jenis dan lokasi rangsangan dapat dipecahkan oleh SSP, walaupun semua informasi datang dalam bentuk potensial aksi. Namun, apa yang dipersepsikan oleh otak dari berbagai masukan tersebut adalah suatu abstraksi dan bukan realitas. Satu-satunya rangsangan yang dapat dideteksi adalah rangsangan yang ada reseptornya. Selain itu, sewaktu sinyal-sinyal sensorik naik melalui pengolahan yang semakin lama semakin kompleks, sebagian informasi mungkin ditekan, sementara bagian-bagian lain mungkin diperkuat.
Stimulasi suatu reseptor menghasilkan potensial reseptor berjenjang. Kekuatan dan kecepatan perubahan rangsangan tercemin dalam besarnya potensial reseptor, yang pada gilirannya menentukan frekuensi potensial aksi yang terbentuk di neuron aferen. Besar potensial reseptor juga dipengaruhi oleh tingkat adaptasi reseptor, yang mengacu pada penurunan potensial reseptor walaupun rangsangan terus berlanjut. Reseptor tonik beradaptasi secara lambat atau tidak sama sekali, sehingga terus memberikan informasi mengenai rangsangan yang mereka pantau. Reseptor fasik beradaptasi secara cepat dan sering memperlihatkan off-response, sehingga memberikan informasi mengenai perubahan dalam bentuk energi yang mereka pantau.
Nyeri
Pengalaman rasa nyeri ditimbulkan oleh rangsangan mekanis, termal, atau kimiawi yang mengganggu dan terdiri dari dua komponen: persepsi nyeri disertai oleh respons perilaku dan emosi terhadapnya. Sinyal nyeri disalurkan melalui dua jalur aferen: jalur cepat yang membawa sinyal nyeri yang tajam dan menusuk serta jalur lambat yang membawa sinyal nyeri yang tumpul dan menetap. Serat-serat nyeri aferen berakhir di korda spinalis pada jalur-jalur asendens yang menyalurkan sinyal ke otak untuk diolah. Jalur-jalur desendens dari otak menggunakan opiat endogen untuk menekan pengeluaran substansi P, neurotransmiter dari ujung serat nyeri aferen. Dengan demikian, jalur-jalur descendens ini menghambat transmisi sinyal nyeri lebih lanjut dan berfungsi sebagai sistem analgesik built-in.
Mata: Penglihatan
Mata adalah struktur khusus tempat reseptor-reseptor peka cahaya yang penting untuk persepsi penglihatan, yaitu: sel kerucut dan sel batang ditemukan di lapisan retina. Iris mengontrol ukuran pupil dan mengatur jumlah cahaya yang diperbolehkan masuk ke mata. Kornea dan lensa adalah struktur refraktif utama yang membelokkan berkas cahaya masuk agar bayangan terfokus di retina. Kornea merupakan penentu utama kemampuan refraktif mata. Kekuatan lensa dapat diubah-ubah melalui kerja otot siliaris agar mata dapat berakomodasi untuk penglihatan jauh atau dekat.
Sel batang dan kerucut diaktifkan apabila fotopigmen yang mereka miliki menyerap berbagai panjang gelombang cahaya. Penyerapan cahaya menyebabkan perubahan biokimiawi pada fotopigmen yang akhirnya dikonversikan menjadi perubahan kecepatan perambatan potensial aksi di jalur penglihatan yang meninggalkan retina. Pesan visual disalurkan ke korteks penglihatan di otak untuk pengolahan perseptual.
Sel kerucut memperlihatkan ketajaman yang tinggi, tetapi hanya dapat digunakan untuk penglihatan di siang har, karena memiliki kepekaan yang rendah terhadap cahaya. Penglihatan warna ditumbulkan oleh bermacam-macam rasio stimulasi terhadap ketiga jenis sel kerucut oleh berbagai panjang gelombang cahaya. Sel batang menghasilkan penglihatan yang samar berupa rona abu-abu, tetapi karena sangat peka terhadap cahaya, sel-sel batang dapat digunakan untuk melihat pada malam hari.
Telinga: Pendengaran dan Keseimbangan
Telinga melaksanakan dua fungsi yang berbeda: (1) mendengar, yang melibatkan telinga luar, telinga tengah, dan koklea telinga dalam, dan (2) sensasi keseimbangan, yang melibatkan aparatus vestibularis telinga dalam. Berlainan dengan fotoreseptor mata, reseptor telinga terletak di telinga dalam (sel-sel rambut di koklea dan aparatus vestibularis) adalah mekanoreseptor. Pendengaran bergantung pada kemampuan telinga untuk merubah gelombang suara di udara menjadi deformasi mekanis sel-sel rambut reseptif yang kemudian mengawali sinyal listrik. Gelombang suara terdiri dari daerah-daerah pemampatan (kompresi) molekul udara bertekanan tinggi berselang-seling dengan daerah-daerah penjalaran molekul udara yang bertekanan rendah. Nada suara ditentukan oleh frekuensi gelombang dan kekerasan (intensitas) oleh amplitudo gelombang. Gelombang suara disalurkan melalui saluran telinga luar ke membrana timpani, yang bergetar secara sinkron dengan gelombang suara tersebut. Tulang-tulang telinga tengah yang menjembatani celah antara membrana timpani dan telinga dalam memperkuat gerakan membrana timpani dan menyalurkannya ke jendela oval, yang gerakannya menyebabkan timbulnya gelombang berjalan dalam cairan koklea. Gelombang ini, yang berfrekuensi sama dengan gelombang suara semula, menyebabkan membrana basilaris bergetar. Berbagai bagian dari membrana ini secara selektif bergetar lebih kuat sebagai respons terhadap frekuensi suara tertentu. Di atas membrana basilaris terletak sel-sel rambut reseptif organ Corti, yang rambut-rambutnya menekuk saat membrana basilaris bergerak naik-turun dalam kaitannya dengan membrana tektorial yang stasioner tempat rambut spesifik di daerah membrana basilaris dengan getaran maksimum itu diubah menjadi sinyal listrik yang disalurkan ke korteks pendengaran di otak untuk persepsi suara.
Aparatus vestibularis di telinga dalam terdiri dari (1) kanalis semisirkularis, yang mendeteksi akselerasi atau deselerasi rotasional dalam segala arah, dan (2) utrikulus dan sakulus, yang mendeteksi perubahan kecepatan gerakan linier dalam segala arah serta memberi informasi yang penting untuk menentukan posisi kepala sehubungan dengan gravitasi. Terbentuknya sinyal-sinyal listrik sebagai respons terhadap deformasi spesifik cairan dan struktur-struktur terkait di dalam organ indera ini. Informasi ini penting untuk sensasi keseimbangan dan untuk mempertahankan postur.
Indera Kimiawi: Pengecap dan Penghidu
Pengecap dan penghidu (penciuman) adalah indera kimiawi. Pada keduanya, perlekatan molekul larut tertentu ke tempat pengikatan membran reseptor menyebabkan potensial reseptor, yang pada gilirannya, menimbulkan impuls saraf yang memberi sinyal adanya zat kimia yang bersangkutan. Reseptor pengecapan terletak di papil pengecap di lidah; reseptor penghidu terletak di mukosa di bagian atas rongga hidung. Kedua jalur sensorik memiliki dua rute: satu ke sistem limbik untuk pengolahan emosional dan perilaku dan satu lagi ke korteks melalui talamus untuk persepsi sadar dan diskriminasi halus. Reseptor pengecapan dan penghidu terus menerus diperbarui, tidak seperti reseptor penglihatan dan pendengaran, yang tidak dapat digantikan.
Referensi
Bloom, F. E., and A. Lazerson. Brain, Mind and Behavior.
New York: Scientific American Books, 1988.
0 komentar:
Posting Komentar