Otak adalah salah satu organ yang paling kompleks dan megah dalam tubuh manusia.
Otak kita memberi kita kesadaran diri kita sendiri dan lingkungan kita, memproses
aliran data yang konstan sensorik. Dia mengontrol gerakan otot kita,
sekresi kelenjar kami,
dan bahkan bernapas dan suhu internal.
Setiap kreatif pikiran,
perasaan, dan rencana
yang dikembangkan oleh otak kita. Saraf otak merekam
memori setiap peristiwa dalam kehidupan kita.
Bahkan, otak manusia sangat rumit sehingga tetap merupakan perbatasan menarik ...
dalam studi tubuh; dokter, psikolog, dan ilmuwan terus-menerus berusaha untuk
belajar persis bagaimana banyak struktur otak bekerja sama rumit untuk membuat pikiran manusia yang kuat kami.
Anatomi Otak
Ada berbagai cara untuk membagi otak anatomis ke daerah. Mari kita gunakan metode umum dan membagi otak menjadi tiga daerah utama berdasarkan perkembangan embrio: otak depan, otak tengah, dan otak belakang. Di bawah divisi ini:
Otak depan (atau prosencephalon) terdiri dari otak yang luar biasa kami, thalamus, hypothalamus dan kelenjar pineal antara fitur-fitur lainnya. Neuroanatomists memanggil area otak telencephalon dan menggunakan istilah diencephalon (atau interbrain) untuk merujuk ke daerah di mana thalamus kami, hipotalamus dan kelenjar pineal berada.
Otak tengah (atau mesencephalon), terletak di dekat pusat otak antara interbrain dan otak belakang, terdiri dari sebagian batang otak.
Otak belakang (atau rhombencephalon) terdiri dari batang otak yang tersisa serta serebelum dan pons kami. Neuroanatomists memiliki kata untuk menggambarkan otak sub-wilayah otak belakang kita, menyebutnya myelencephalon, sementara mereka menggunakan metencephalon kata mengacu pada otak dan pons kami secara kolektif.
Sebelum menjelajahi daerah-daerah otak yang berbeda, pertama mari kita menentukan jenis penting dari sel dan jaringan yang merupakan blok bangunan dari mereka semua.
histologi
Sel-sel otak dapat dibagi menjadi dua kelompok: neuron dan neuroglia.
Neuron atau sel saraf, adalah sel yang melakukan semua komunikasi dan pengolahan di dalam otak. Neuron sensorik memasuki otak dari sistem saraf perifer menyampaikan informasi tentang kondisi tubuh dan sekitarnya. Sebagian besar neuron di materi abu-abu otak yang interneuron, yang bertanggung jawab untuk mengintegrasikan dan pengolahan informasi yang disampaikan ke otak oleh neuron sensorik. Interneuron mengirim sinyal ke neuron motorik, yang membawa sinyal ke otot dan kelenjar.
Neuroglia, atau sel-sel glial, bertindak sebagai sel-sel pembantu otak; mereka mendukung dan melindungi neuron. Di otak terdapat empat jenis sel glial: astrosit, oligodendrocytes, mikroglia, dan sel-sel ependymal.
Astrosit melindungi neuron dengan menyaring nutrisi dari darah dan mencegah bahan kimia dan patogen meninggalkan kapiler otak.
Oligodendrocytes membungkus akson neuron di otak untuk menghasilkan isolasi yang dikenal sebagai mielin. Akson mielin mengirimkan sinyal saraf jauh lebih cepat daripada akson unmyelinated, sehingga oligodendrocytes mempercepat kecepatan komunikasi otak.
Mikroglia bertindak seperti sel-sel darah putih dengan menyerang dan menghancurkan patogen yang menyerang otak.
Sel ependymal garis kapiler pleksus koroid dan filter plasma darah untuk menghasilkan cairan serebrospinal.
Jaringan otak dapat dibagi menjadi dua kelompok utama: materi abu-abu dan materi putih.
Materi abu-abu terbuat dari neuron kebanyakan unmyelinated, yang sebagian besar adalah interneuron. Daerah abu-abu adalah daerah koneksi saraf dan pengolahan.
Materi putih terbuat dari neuron sebagian besar myelinated yang menghubungkan daerah materi abu-abu satu sama lain dan ke seluruh tubuh. Neuron mielin mengirimkan sinyal saraf jauh lebih cepat daripada akson unmyelinated lakukan. Bertindak materi putih sebagai jalan raya informasi dari otak untuk mempercepat koneksi antara bagian yang jauh dari otak dan tubuh.
Sekarang mari kita mulai menjelajahi struktur utama otak manusia mengagumkan kami.
Otak belakang (RHOMBENCEPHALON)
batang otak
Menghubungkan otak ke sumsum tulang belakang, batang otak adalah bagian yang paling rendah dari otak kita. Banyak fungsi dasar untuk bertahan hidup sebagian besar otak dikendalikan oleh batang otak.
Batang otak terbuat dari tiga wilayah: medulla oblongata, pons, dan otak tengah. Struktur seperti jaring campuran materi abu-abu dan putih yang dikenal sebagai formasi reticular ditemukan di ketiga wilayah batang otak. Formasi reticular mengontrol otot dalam tubuh dan bertindak sebagai saklar antara kesadaran dan tidur di otak.
Medula oblongata adalah massa kira-kira silinder jaringan saraf yang terhubung ke sumsum tulang belakang di perbatasan rendah dan untuk pons di perbatasan unggulannya. Medula mengandung sebagian besar materi putih yang membawa sinyal saraf naik ke otak dan turun ke sumsum tulang belakang. Dalam medula beberapa daerah materi abu-abu yang memproses fungsi tubuh involunter yang berhubungan dengan homeostasis. Pusat kardiovaskular medula memonitor tekanan dan kadar oksigen darah dan mengatur denyut jantung untuk memberikan pasokan oksigen yang cukup ke jaringan tubuh. Pusat rhythmicity medula mengontrol laju pernapasan untuk memberikan oksigen ke tubuh. Muntah, bersin, batuk, dan menelan refleks dikoordinasikan di daerah ini dari otak juga.
Pons adalah wilayah otak yang ditemukan unggul medulla oblongata, kalah dengan otak tengah, dan anterior otak kecil. Bersama dengan otak kecil, membentuk apa yang disebut metencephalon tersebut. Sekitar satu inci panjang dan agak lebih besar dan lebih luas dari medula, pons bertindak sebagai jembatan untuk sinyal saraf yang bepergian ke dan dari otak kecil dan membawa sinyal antara daerah superior dari otak dan medula dan sumsum tulang belakang.
otak kecil
Otak kecil adalah keriput, wilayah hemispherical dari posterior otak yang terletak di batang otak dan kalah dengan otak besar. Lapisan luar dari otak, yang dikenal sebagai korteks serebral, terbuat dari dilipat erat materi abu-abu yang menyediakan kekuatan pemrosesan otak kecil. Mendalam untuk korteks cerebellar adalah lapisan pohon berbentuk materi putih yang disebut vitae punjung, yang berarti 'pohon kehidupan'. Arbor vitae menghubungkan daerah pengolahan korteks cerebellar ke seluruh otak dan tubuh.
Otak kecil membantu untuk mengontrol fungsi motorik seperti keseimbangan, postur, dan koordinasi kegiatan otot yang kompleks. Otak kecil menerima masukan sensorik dari otot-otot dan sendi tubuh dan menggunakan informasi ini untuk menjaga tubuh seimbang dan mempertahankan postur. Cerebellum juga mengontrol waktu dan kemahiran tindakan motorik yang kompleks seperti berjalan, menulis, dan berbicara.
Otak tengah (mesencephalon)
Otak tengah, juga dikenal sebagai mesencephalon, adalah wilayah yang paling unggul batang otak. Ditemukan antara pons dan diencephalon, otak tengah dapat dibagi lagi menjadi 2 wilayah utama: tectum dan peduncles otak.
Tectum adalah wilayah posterior otak tengah, yang berisi relay untuk refleks yang melibatkan informasi auditori dan visual. The pupil refleks (penyesuaian untuk intensitas cahaya), refleks akomodasi (fokus pada objek dekat atau jauh), dan mengejutkan refleks adalah di antara banyak refleks disampaikan melalui daerah ini.
Pembentukan daerah anterior otak tengah, yang peduncles otak mengandung banyak saluran saraf dan substantia nigra. Saluran saraf melewati peduncles otak menghubungkan daerah otak dan thalamus ke sumsum tulang belakang dan daerah yang lebih rendah dari batang otak. Substantia nigra merupakan wilayah gelap melanin yang mengandung neuron yang terlibat dalam penghambatan gerakan. Degenerasi dari substansia nigra menyebabkan hilangnya kontrol motor yang dikenal sebagai penyakit Parkinson.
Otak depan (prosencephalon)
diencephalon
Anterior superior dan otak tengah adalah daerah yang dikenal sebagai interbrain, atau diencephalon. Thalamus, hypothalamus, dan kelenjar pineal membentuk daerah utama diencephalon.
Thalamus terdiri dari sepasang massa oval materi abu-abu rendah ke ventrikel lateral dan sekitarnya ventrikel ketiga. Neuron sensorik memasuki otak dari perifer saraf relay bentuk sistem dengan neuron di thalamus yang melanjutkan ke korteks serebral. Dengan cara ini thalamus bertindak seperti operator telepon otak oleh routing masukan sensorik ke daerah yang benar dari korteks serebral. Thalamus memiliki peran penting dalam pembelajaran dengan routing informasi sensorik ke pengolahan dan memori pusat dari otak besar.
Hipotalamus adalah wilayah otak yang terletak rendah ke talamus dan unggul ke kelenjar pituitari. Hipotalamus bertindak sebagai pusat kendali otak untuk suhu tubuh, rasa lapar, haus, tekanan darah, denyut jantung, dan produksi hormon. Menanggapi perubahan kondisi tubuh yang terdeteksi oleh reseptor sensorik, hipotalamus mengirimkan sinyal ke kelenjar, otot polos, dan hati untuk melawan perubahan ini. Misalnya, dalam menanggapi peningkatan suhu tubuh, hipotalamus merangsang sekresi keringat oleh kelenjar keringat di kulit. Hipotalamus juga mengirimkan sinyal ke korteks serebral untuk menghasilkan perasaan lapar dan haus saat tubuh kurang makanan atau air. Sinyal ini merangsang pikiran sadar untuk mencari makanan atau air untuk memperbaiki situasi ini. Hipotalamus juga langsung mengontrol kelenjar pituitari dengan memproduksi hormon. Beberapa hormon ini, seperti oksitosin dan hormon antidiuretik, yang diproduksi di hipotalamus dan disimpan dalam kelenjar pituitari. Hormon lain, seperti melepaskan dan menghambat hormon, disekresikan ke dalam darah untuk merangsang atau menghambat produksi hormon di kelenjar hipofisis anterior.
Kelenjar pineal adalah kelenjar kecil yang terletak posterior ke thalamus dalam sub-region disebut epithalamus tersebut. Kelenjar pineal menghasilkan hormon melatonin. Cahaya mencolok retina mata mengirimkan sinyal untuk menghambat fungsi kelenjar pineal. Dalam gelap, kelenjar pineal mengeluarkan melatonin, yang memiliki efek sedatif pada otak dan membantu untuk menginduksi tidur. Fungsi dari kelenjar pineal membantu menjelaskan mengapa kegelapan adalah tidur-inducing dan cahaya cenderung mengganggu tidur. Bayi menghasilkan sejumlah besar melatonin, yang memungkinkan mereka untuk tidur selama 16 jam per hari. Kelenjar pineal menghasilkan kurang melatonin usia orang, sehingga sulit tidur saat dewasa.
otak besar
Wilayah terbesar dari otak manusia, otak kita mengontrol fungsi otak yang lebih tinggi seperti bahasa, logika, penalaran, dan kreativitas. Cerebrum mengelilingi diencephalon dan terletak unggul otak kecil dan batang otak. Sebuah alur dalam yang dikenal sebagai fissure memanjang berjalan midsagittally di tengah-tengah otak besar, membagi otak ke dalam belahan kiri dan kanan. Setiap belahan bumi dapat dibagi lagi menjadi 4 lobus: frontal, parietal, temporal, dan oksipital. Lobus diberi nama untuk tulang tengkorak yang menutupi mereka.
Permukaan otak besar adalah lapisan berbelit-belit materi abu-abu yang dikenal sebagai korteks serebral. Sebagian besar pengolahan otak yang terjadi dalam korteks serebral. Tonjolan korteks disebut gyri (tunggal: gyrus) sedangkan lekukan disebut sulci (tunggal: sulkus).
Jauh ke korteks serebral adalah lapisan materi putih otak. Materi putih mengandung hubungan antara daerah otak serta antara otak dan seluruh tubuh. Sebuah band materi putih yang disebut corpus callosum menghubungkan belahan kiri dan kanan otak besar dan memungkinkan belahan untuk berkomunikasi satu sama lain.
Jauh di dalam materi putih otak beberapa daerah materi abu-abu yang membentuk inti basal dan sistem limbik. Inti basal, termasuk globus pallidus, striatum, dan nukleus subthalamic, bekerja sama dengan substantia nigra otak tengah untuk mengatur dan mengendalikan gerakan otot. Secara khusus, wilayah ini membantu untuk mengontrol otot, postur, dan otot rangka bawah sadar. Sistem limbik adalah kelompok lain daerah materi abu-abu dalam, termasuk hipokampus dan amigdala, yang terlibat dalam memori, kelangsungan hidup, dan emosi. Sistem limbik membantu tubuh untuk bereaksi terhadap keadaan darurat dan situasi yang sangat emosional dengan cepat, tindakan hampir tak sadar.
Dengan begitu banyak fungsi penting di bawah kendali organ yang luar biasa tunggal - dan begitu banyak fungsi penting yang dilakukan dalam lapisan luarnya - bagaimana tubuh kita melindungi otak dari kerusakan? Tengkorak kami jelas menawarkan sedikit perlindungan, tapi apa melindungi otak dari tengkorak itu sendiri? Baca terus!
meninges
Tiga lapisan jaringan, secara kolektif dikenal sebagai meninges, mengelilingi dan melindungi otak dan sumsum tulang belakang.
Dura mater membentuk kasar, lapisan terluar dari meninges. Padat jaringan ikat teratur terbuat dari serat kolagen yang sulit memberikan dura mater kekuatannya. Dura mater membentuk saku sekitar otak dan sumsum tulang belakang untuk menahan cairan serebrospinal dan mencegah kerusakan mekanis pada jaringan saraf yang lembut. Nama dura mater berasal dari bahasa Latin untuk "ibu tangguh," karena sifat pelindung.
Mater arachnoid ditemukan lapisan bagian dalam dura mater. Lebih tipis dan lebih halus daripada dura mater, mengandung banyak serat tipis yang menghubungkan dura mater dan pia mater. Nama mater arachnoid berasal dari bahasa Latin untuk "spider-seperti ibu", seperti serat yang menyerupai jaring laba-laba. Di bawah mater arachnoid adalah daerah cairan yang dikenal sebagai ruang subarachnoid.
Sebagai terdalam dari lapisan meningeal, pia mater terletak langsung pada permukaan otak dan sumsum tulang belakang. Banyak pembuluh darah pia mater yang memberikan nutrisi dan oksigen ke jaringan saraf otak. The pia mater juga membantu untuk mengatur aliran bahan dari cairan darah dan cerebrospinal ke dalam jaringan saraf.
Cairan serebrospinal
Cairan serebrospinal (CSF) - cairan bening yang mengelilingi otak dan sumsum tulang belakang - menyediakan banyak fungsi penting untuk sistem saraf pusat. Bukannya tegas berlabuh ke tulang sekitar mereka, otak dan sumsum tulang belakang mengambang dalam CSF. CSF mengisi ruang subarachnoid dan mengerahkan tekanan pada bagian luar otak dan sumsum tulang belakang. Tekanan CSF bertindak sebagai stabilizer dan shock absorber untuk otak dan sumsum tulang belakang saat mereka mengapung dalam ruang kosong tengkorak dan tulang belakang. Di dalam otak, rongga CSF penuh kecil yang disebut ventrikel memperluas bawah tekanan CSF untuk mengangkat dan mengembang jaringan otak yang lembut.
Cairan serebrospinal diproduksi di otak oleh kapiler dilapisi dengan sel ependymal dikenal sebagai pleksus koroid. Plasma darah melewati kapiler disaring oleh sel ependymal dan dilepaskan ke dalam ruang subarachnoid sebagai CSF. CSF mengandung glukosa, oksigen, dan ion, yang membantu untuk mendistribusikan seluruh jaringan saraf. CSF juga mengangkut produk-produk limbah dari jaringan saraf.
Setelah beredar di sekitar otak dan sumsum tulang belakang, CSF memasuki struktur kecil yang dikenal sebagai vili arachnoid di mana ia diserap ke dalam aliran darah. Vili arachnoid ekstensi jari-seperti mater arachnoid yang melewati dura mater dan ke sinus sagital superior. Sinus sagital superior adalah vena yang berjalan melalui celah longitudinal otak dan membawa darah dan cairan cerebrospinal dari otak kembali ke jantung.
Fisiologi Otak
metabolisme
Meskipun beratnya hanya sekitar 3 kilogram, otak mengkonsumsi sebanyak 20% dari oksigen dan glukosa diambil oleh tubuh. Jaringan saraf di otak memiliki tingkat metabolisme yang sangat tinggi karena banyaknya keputusan dan proses yang terjadi di dalam otak pada waktu tertentu. Volume besar darah harus terus disampaikan ke otak untuk menjaga fungsi otak yang tepat. Setiap gangguan dalam pengiriman darah ke otak menyebabkan sangat cepat pusing, disorientasi, dan akhirnya tidak sadarkan diri.
indrawi
Otak menerima informasi tentang kondisi tubuh dan lingkungan dari semua reseptor sensorik dalam tubuh. Semua informasi ini dimasukkan ke daerah sensorik otak, yang menempatkan informasi ini bersama-sama untuk menciptakan sebuah persepsi kondisi internal dan eksternal tubuh. Beberapa informasi sensorik ini adalah informasi sensorik otonom yang memberitahu otak sadar tentang kondisi tubuh. Suhu tubuh, denyut jantung, dan tekanan darah semua indra otonom yang tubuh menerima. Informasi lainnya adalah informasi sensorik somatik bahwa otak sadar sadar. Touch, penglihatan, suara, dan pendengaran merupakan contoh indera somatik.
Motor Control
Otak kita secara langsung mengontrol hampir semua gerakan dalam tubuh. Sebuah wilayah korteks serebral dikenal sebagai area motor mengirim sinyal ke otot rangka untuk memproduksi semua gerakan sukarela. Inti basal serebrum dan materi abu-abu di otak membantu untuk mengendalikan gerakan-gerakan ini sadar dan mencegah gerakan asing yang tidak diinginkan. Otak kecil membantu dengan waktu dan koordinasi gerakan ini selama gerakan kompleks. Akhirnya, jaringan otot polos, jaringan otot jantung, dan kelenjar dirangsang oleh output motor daerah otonom otak.
pengolahan
Setelah informasi sensorik telah memasuki otak, daerah asosiasi otak pergi bekerja pengolahan dan menganalisis informasi ini. Informasi sensorik dikombinasikan, dievaluasi, dan dibandingkan dengan pengalaman sebelumnya, memberikan otak dengan gambaran yang akurat tentang kondisi tersebut. Daerah asosiasi juga bekerja untuk mengembangkan rencana aksi yang dikirim ke daerah motorik otak untuk menghasilkan perubahan dalam tubuh melalui otot atau kelenjar. Daerah asosiasi juga bekerja untuk membuat pikiran kita, rencana, dan kepribadian.
Belajar dan Memori
Otak perlu menyimpan berbagai jenis informasi yang diterima dari indera dan berkembang melalui pemikiran di daerah asosiasi. Informasi dalam otak disimpan dalam beberapa cara yang berbeda tergantung pada sumber dan berapa lama yang dibutuhkan. Otak kita mempertahankan memori jangka pendek untuk melacak tugas di mana otak saat ini bergerak. Memori jangka pendek diyakini terdiri dari sekelompok neuron yang merangsang satu sama lain dalam satu lingkaran untuk menyimpan data dalam memori otak. Informasi baru menggantikan informasi lama dalam memori jangka pendek dalam beberapa detik atau menit, kecuali informasi tersebut akan dipindahkan ke memori jangka panjang.
Memori jangka panjang disimpan dalam otak dengan hippocampus. Hippocampus transfer informasi dari memori jangka pendek ke memori daerah-penyimpanan otak, terutama di korteks serebral dari lobus temporal. Memori yang berhubungan dengan keterampilan motorik (dikenal sebagai memori prosedural) disimpan oleh otak kecil dan inti basal.
homeostasis
Otak bertindak sebagai tubuh pusat kendali dengan mempertahankan homeostasis dari banyak fungsi yang beragam seperti pernapasan, detak jantung, suhu tubuh, dan kelaparan. Batang otak dan hipotalamus adalah struktur otak yang paling peduli dengan homeostasis.
Di batang otak, medulla oblongata mengandung pusat kardiovaskular yang memantau tingkat karbon dioksida terlarut dan oksigen dalam darah, bersama dengan tekanan darah. Pusat kardiovaskular menyesuaikan detak jantung dan pelebaran pembuluh darah untuk mempertahankan tingkat yang sehat gas terlarut dalam darah dan menjaga tekanan darah yang sehat. Pusat rhythmicity medula medula memantau oksigen dan karbon dioksida tingkat dalam darah dan menyesuaikan tingkat pernapasan untuk menjaga tingkat ini seimbang.
Hipotalamus mengontrol homeostasis suhu tubuh, tekanan darah, tidur, haus, dan lapar. Banyak reseptor sensorik otonom untuk suhu, tekanan, dan bahan kimia pakan menjadi hipotalamus. Hipotalamus memproses informasi sensorik yang diterima dan mengirim output ke efektor otonom dalam tubuh seperti kelenjar keringat, jantung, dan ginjal.
tidur Tidur
Sementara tidur mungkin tampaknya menjadi waktu istirahat bagi otak, organ ini sebenarnya sangat aktif selama tidur. Hipotalamus mempertahankan jam biologis 24 jam tubuh, yang dikenal sebagai jam sirkadian. Ketika jam sirkadian menunjukkan bahwa waktu untuk tidur telah tiba, ia akan mengirimkan sinyal ke sistem reticular activating dari batang otak untuk mengurangi stimulasi dari korteks serebral. Pengurangan stimulasi korteks serebral menyebabkan rasa kantuk dan akhirnya menyebabkan tidur.
Dalam keadaan tidur, otak berhenti memelihara kesadaran, mengurangi beberapa kepekaan terhadap masukan sensorik, melemaskan otot-otot rangka, dan menyelesaikan banyak fungsi administrasi. Fungsi-fungsi administratif meliputi konsolidasi dan penyimpanan memori, bermimpi, dan pengembangan jaringan saraf.
Ada dua tahap utama tidur: gerakan cepat mata (REM) dan gerakan mata non-cepat (NREM). Selama tidur REM, tubuh menjadi lumpuh sementara mata bergerak maju mundur dengan cepat. Bermimpi adalah umum selama tidur REM dan diyakini bahwa beberapa kenangan yang disimpan selama fase ini. NREM adalah periode gerakan mata lambat atau tidak ada gerakan mata, berpuncak pada tidur nyenyak aktivitas listrik otak yang rendah. Bermimpi saat tidur NREM jarang, tapi kenangan masih diproses dan disimpan selama ini.
refleks
Sebuah refleks adalah yang cepat, reaksi spontan untuk bentuk stimulus internal atau eksternal. Banyak refleks dalam tubuh yang terintegrasi dalam otak, termasuk refleks cahaya pupil, batuk, dan bersin. Banyak refleks melindungi tubuh dari bahaya. Misalnya, batuk dan bersin membersihkan saluran udara dari paru-paru. Refleks lain membantu merespon tubuh terhadap rangsangan, seperti menyesuaikan murid terhadap cahaya terang atau redup. Semua refleks terjadi dengan cepat dengan melewati pusat kontrol korteks serebral dan mengintegrasikan di daerah yang lebih rendah dari otak seperti sistem otak tengah atau limbik.
Bahkan, otak manusia sangat rumit sehingga tetap merupakan perbatasan menarik ...
dalam studi tubuh; dokter, psikolog, dan ilmuwan terus-menerus berusaha untuk
belajar persis bagaimana banyak struktur otak bekerja sama rumit untuk membuat pikiran manusia yang kuat kami.
Anatomi Otak
Ada berbagai cara untuk membagi otak anatomis ke daerah. Mari kita gunakan metode umum dan membagi otak menjadi tiga daerah utama berdasarkan perkembangan embrio: otak depan, otak tengah, dan otak belakang. Di bawah divisi ini:
Otak depan (atau prosencephalon) terdiri dari otak yang luar biasa kami, thalamus, hypothalamus dan kelenjar pineal antara fitur-fitur lainnya. Neuroanatomists memanggil area otak telencephalon dan menggunakan istilah diencephalon (atau interbrain) untuk merujuk ke daerah di mana thalamus kami, hipotalamus dan kelenjar pineal berada.
Otak tengah (atau mesencephalon), terletak di dekat pusat otak antara interbrain dan otak belakang, terdiri dari sebagian batang otak.
Otak belakang (atau rhombencephalon) terdiri dari batang otak yang tersisa serta serebelum dan pons kami. Neuroanatomists memiliki kata untuk menggambarkan otak sub-wilayah otak belakang kita, menyebutnya myelencephalon, sementara mereka menggunakan metencephalon kata mengacu pada otak dan pons kami secara kolektif.
Sebelum menjelajahi daerah-daerah otak yang berbeda, pertama mari kita menentukan jenis penting dari sel dan jaringan yang merupakan blok bangunan dari mereka semua.
histologi
Sel-sel otak dapat dibagi menjadi dua kelompok: neuron dan neuroglia.
Neuron atau sel saraf, adalah sel yang melakukan semua komunikasi dan pengolahan di dalam otak. Neuron sensorik memasuki otak dari sistem saraf perifer menyampaikan informasi tentang kondisi tubuh dan sekitarnya. Sebagian besar neuron di materi abu-abu otak yang interneuron, yang bertanggung jawab untuk mengintegrasikan dan pengolahan informasi yang disampaikan ke otak oleh neuron sensorik. Interneuron mengirim sinyal ke neuron motorik, yang membawa sinyal ke otot dan kelenjar.
Neuroglia, atau sel-sel glial, bertindak sebagai sel-sel pembantu otak; mereka mendukung dan melindungi neuron. Di otak terdapat empat jenis sel glial: astrosit, oligodendrocytes, mikroglia, dan sel-sel ependymal.
Astrosit melindungi neuron dengan menyaring nutrisi dari darah dan mencegah bahan kimia dan patogen meninggalkan kapiler otak.
Oligodendrocytes membungkus akson neuron di otak untuk menghasilkan isolasi yang dikenal sebagai mielin. Akson mielin mengirimkan sinyal saraf jauh lebih cepat daripada akson unmyelinated, sehingga oligodendrocytes mempercepat kecepatan komunikasi otak.
Mikroglia bertindak seperti sel-sel darah putih dengan menyerang dan menghancurkan patogen yang menyerang otak.
Sel ependymal garis kapiler pleksus koroid dan filter plasma darah untuk menghasilkan cairan serebrospinal.
Jaringan otak dapat dibagi menjadi dua kelompok utama: materi abu-abu dan materi putih.
Materi abu-abu terbuat dari neuron kebanyakan unmyelinated, yang sebagian besar adalah interneuron. Daerah abu-abu adalah daerah koneksi saraf dan pengolahan.
Materi putih terbuat dari neuron sebagian besar myelinated yang menghubungkan daerah materi abu-abu satu sama lain dan ke seluruh tubuh. Neuron mielin mengirimkan sinyal saraf jauh lebih cepat daripada akson unmyelinated lakukan. Bertindak materi putih sebagai jalan raya informasi dari otak untuk mempercepat koneksi antara bagian yang jauh dari otak dan tubuh.
Sekarang mari kita mulai menjelajahi struktur utama otak manusia mengagumkan kami.
Otak belakang (RHOMBENCEPHALON)
batang otak
Menghubungkan otak ke sumsum tulang belakang, batang otak adalah bagian yang paling rendah dari otak kita. Banyak fungsi dasar untuk bertahan hidup sebagian besar otak dikendalikan oleh batang otak.
Batang otak terbuat dari tiga wilayah: medulla oblongata, pons, dan otak tengah. Struktur seperti jaring campuran materi abu-abu dan putih yang dikenal sebagai formasi reticular ditemukan di ketiga wilayah batang otak. Formasi reticular mengontrol otot dalam tubuh dan bertindak sebagai saklar antara kesadaran dan tidur di otak.
Medula oblongata adalah massa kira-kira silinder jaringan saraf yang terhubung ke sumsum tulang belakang di perbatasan rendah dan untuk pons di perbatasan unggulannya. Medula mengandung sebagian besar materi putih yang membawa sinyal saraf naik ke otak dan turun ke sumsum tulang belakang. Dalam medula beberapa daerah materi abu-abu yang memproses fungsi tubuh involunter yang berhubungan dengan homeostasis. Pusat kardiovaskular medula memonitor tekanan dan kadar oksigen darah dan mengatur denyut jantung untuk memberikan pasokan oksigen yang cukup ke jaringan tubuh. Pusat rhythmicity medula mengontrol laju pernapasan untuk memberikan oksigen ke tubuh. Muntah, bersin, batuk, dan menelan refleks dikoordinasikan di daerah ini dari otak juga.
Pons adalah wilayah otak yang ditemukan unggul medulla oblongata, kalah dengan otak tengah, dan anterior otak kecil. Bersama dengan otak kecil, membentuk apa yang disebut metencephalon tersebut. Sekitar satu inci panjang dan agak lebih besar dan lebih luas dari medula, pons bertindak sebagai jembatan untuk sinyal saraf yang bepergian ke dan dari otak kecil dan membawa sinyal antara daerah superior dari otak dan medula dan sumsum tulang belakang.
otak kecil
Otak kecil adalah keriput, wilayah hemispherical dari posterior otak yang terletak di batang otak dan kalah dengan otak besar. Lapisan luar dari otak, yang dikenal sebagai korteks serebral, terbuat dari dilipat erat materi abu-abu yang menyediakan kekuatan pemrosesan otak kecil. Mendalam untuk korteks cerebellar adalah lapisan pohon berbentuk materi putih yang disebut vitae punjung, yang berarti 'pohon kehidupan'. Arbor vitae menghubungkan daerah pengolahan korteks cerebellar ke seluruh otak dan tubuh.
Otak kecil membantu untuk mengontrol fungsi motorik seperti keseimbangan, postur, dan koordinasi kegiatan otot yang kompleks. Otak kecil menerima masukan sensorik dari otot-otot dan sendi tubuh dan menggunakan informasi ini untuk menjaga tubuh seimbang dan mempertahankan postur. Cerebellum juga mengontrol waktu dan kemahiran tindakan motorik yang kompleks seperti berjalan, menulis, dan berbicara.
Otak tengah (mesencephalon)
Otak tengah, juga dikenal sebagai mesencephalon, adalah wilayah yang paling unggul batang otak. Ditemukan antara pons dan diencephalon, otak tengah dapat dibagi lagi menjadi 2 wilayah utama: tectum dan peduncles otak.
Tectum adalah wilayah posterior otak tengah, yang berisi relay untuk refleks yang melibatkan informasi auditori dan visual. The pupil refleks (penyesuaian untuk intensitas cahaya), refleks akomodasi (fokus pada objek dekat atau jauh), dan mengejutkan refleks adalah di antara banyak refleks disampaikan melalui daerah ini.
Pembentukan daerah anterior otak tengah, yang peduncles otak mengandung banyak saluran saraf dan substantia nigra. Saluran saraf melewati peduncles otak menghubungkan daerah otak dan thalamus ke sumsum tulang belakang dan daerah yang lebih rendah dari batang otak. Substantia nigra merupakan wilayah gelap melanin yang mengandung neuron yang terlibat dalam penghambatan gerakan. Degenerasi dari substansia nigra menyebabkan hilangnya kontrol motor yang dikenal sebagai penyakit Parkinson.
Otak depan (prosencephalon)
diencephalon
Anterior superior dan otak tengah adalah daerah yang dikenal sebagai interbrain, atau diencephalon. Thalamus, hypothalamus, dan kelenjar pineal membentuk daerah utama diencephalon.
Thalamus terdiri dari sepasang massa oval materi abu-abu rendah ke ventrikel lateral dan sekitarnya ventrikel ketiga. Neuron sensorik memasuki otak dari perifer saraf relay bentuk sistem dengan neuron di thalamus yang melanjutkan ke korteks serebral. Dengan cara ini thalamus bertindak seperti operator telepon otak oleh routing masukan sensorik ke daerah yang benar dari korteks serebral. Thalamus memiliki peran penting dalam pembelajaran dengan routing informasi sensorik ke pengolahan dan memori pusat dari otak besar.
Hipotalamus adalah wilayah otak yang terletak rendah ke talamus dan unggul ke kelenjar pituitari. Hipotalamus bertindak sebagai pusat kendali otak untuk suhu tubuh, rasa lapar, haus, tekanan darah, denyut jantung, dan produksi hormon. Menanggapi perubahan kondisi tubuh yang terdeteksi oleh reseptor sensorik, hipotalamus mengirimkan sinyal ke kelenjar, otot polos, dan hati untuk melawan perubahan ini. Misalnya, dalam menanggapi peningkatan suhu tubuh, hipotalamus merangsang sekresi keringat oleh kelenjar keringat di kulit. Hipotalamus juga mengirimkan sinyal ke korteks serebral untuk menghasilkan perasaan lapar dan haus saat tubuh kurang makanan atau air. Sinyal ini merangsang pikiran sadar untuk mencari makanan atau air untuk memperbaiki situasi ini. Hipotalamus juga langsung mengontrol kelenjar pituitari dengan memproduksi hormon. Beberapa hormon ini, seperti oksitosin dan hormon antidiuretik, yang diproduksi di hipotalamus dan disimpan dalam kelenjar pituitari. Hormon lain, seperti melepaskan dan menghambat hormon, disekresikan ke dalam darah untuk merangsang atau menghambat produksi hormon di kelenjar hipofisis anterior.
Kelenjar pineal adalah kelenjar kecil yang terletak posterior ke thalamus dalam sub-region disebut epithalamus tersebut. Kelenjar pineal menghasilkan hormon melatonin. Cahaya mencolok retina mata mengirimkan sinyal untuk menghambat fungsi kelenjar pineal. Dalam gelap, kelenjar pineal mengeluarkan melatonin, yang memiliki efek sedatif pada otak dan membantu untuk menginduksi tidur. Fungsi dari kelenjar pineal membantu menjelaskan mengapa kegelapan adalah tidur-inducing dan cahaya cenderung mengganggu tidur. Bayi menghasilkan sejumlah besar melatonin, yang memungkinkan mereka untuk tidur selama 16 jam per hari. Kelenjar pineal menghasilkan kurang melatonin usia orang, sehingga sulit tidur saat dewasa.
otak besar
Wilayah terbesar dari otak manusia, otak kita mengontrol fungsi otak yang lebih tinggi seperti bahasa, logika, penalaran, dan kreativitas. Cerebrum mengelilingi diencephalon dan terletak unggul otak kecil dan batang otak. Sebuah alur dalam yang dikenal sebagai fissure memanjang berjalan midsagittally di tengah-tengah otak besar, membagi otak ke dalam belahan kiri dan kanan. Setiap belahan bumi dapat dibagi lagi menjadi 4 lobus: frontal, parietal, temporal, dan oksipital. Lobus diberi nama untuk tulang tengkorak yang menutupi mereka.
Permukaan otak besar adalah lapisan berbelit-belit materi abu-abu yang dikenal sebagai korteks serebral. Sebagian besar pengolahan otak yang terjadi dalam korteks serebral. Tonjolan korteks disebut gyri (tunggal: gyrus) sedangkan lekukan disebut sulci (tunggal: sulkus).
Jauh ke korteks serebral adalah lapisan materi putih otak. Materi putih mengandung hubungan antara daerah otak serta antara otak dan seluruh tubuh. Sebuah band materi putih yang disebut corpus callosum menghubungkan belahan kiri dan kanan otak besar dan memungkinkan belahan untuk berkomunikasi satu sama lain.
Jauh di dalam materi putih otak beberapa daerah materi abu-abu yang membentuk inti basal dan sistem limbik. Inti basal, termasuk globus pallidus, striatum, dan nukleus subthalamic, bekerja sama dengan substantia nigra otak tengah untuk mengatur dan mengendalikan gerakan otot. Secara khusus, wilayah ini membantu untuk mengontrol otot, postur, dan otot rangka bawah sadar. Sistem limbik adalah kelompok lain daerah materi abu-abu dalam, termasuk hipokampus dan amigdala, yang terlibat dalam memori, kelangsungan hidup, dan emosi. Sistem limbik membantu tubuh untuk bereaksi terhadap keadaan darurat dan situasi yang sangat emosional dengan cepat, tindakan hampir tak sadar.
Dengan begitu banyak fungsi penting di bawah kendali organ yang luar biasa tunggal - dan begitu banyak fungsi penting yang dilakukan dalam lapisan luarnya - bagaimana tubuh kita melindungi otak dari kerusakan? Tengkorak kami jelas menawarkan sedikit perlindungan, tapi apa melindungi otak dari tengkorak itu sendiri? Baca terus!
meninges
Tiga lapisan jaringan, secara kolektif dikenal sebagai meninges, mengelilingi dan melindungi otak dan sumsum tulang belakang.
Dura mater membentuk kasar, lapisan terluar dari meninges. Padat jaringan ikat teratur terbuat dari serat kolagen yang sulit memberikan dura mater kekuatannya. Dura mater membentuk saku sekitar otak dan sumsum tulang belakang untuk menahan cairan serebrospinal dan mencegah kerusakan mekanis pada jaringan saraf yang lembut. Nama dura mater berasal dari bahasa Latin untuk "ibu tangguh," karena sifat pelindung.
Mater arachnoid ditemukan lapisan bagian dalam dura mater. Lebih tipis dan lebih halus daripada dura mater, mengandung banyak serat tipis yang menghubungkan dura mater dan pia mater. Nama mater arachnoid berasal dari bahasa Latin untuk "spider-seperti ibu", seperti serat yang menyerupai jaring laba-laba. Di bawah mater arachnoid adalah daerah cairan yang dikenal sebagai ruang subarachnoid.
Sebagai terdalam dari lapisan meningeal, pia mater terletak langsung pada permukaan otak dan sumsum tulang belakang. Banyak pembuluh darah pia mater yang memberikan nutrisi dan oksigen ke jaringan saraf otak. The pia mater juga membantu untuk mengatur aliran bahan dari cairan darah dan cerebrospinal ke dalam jaringan saraf.
Cairan serebrospinal
Cairan serebrospinal (CSF) - cairan bening yang mengelilingi otak dan sumsum tulang belakang - menyediakan banyak fungsi penting untuk sistem saraf pusat. Bukannya tegas berlabuh ke tulang sekitar mereka, otak dan sumsum tulang belakang mengambang dalam CSF. CSF mengisi ruang subarachnoid dan mengerahkan tekanan pada bagian luar otak dan sumsum tulang belakang. Tekanan CSF bertindak sebagai stabilizer dan shock absorber untuk otak dan sumsum tulang belakang saat mereka mengapung dalam ruang kosong tengkorak dan tulang belakang. Di dalam otak, rongga CSF penuh kecil yang disebut ventrikel memperluas bawah tekanan CSF untuk mengangkat dan mengembang jaringan otak yang lembut.
Cairan serebrospinal diproduksi di otak oleh kapiler dilapisi dengan sel ependymal dikenal sebagai pleksus koroid. Plasma darah melewati kapiler disaring oleh sel ependymal dan dilepaskan ke dalam ruang subarachnoid sebagai CSF. CSF mengandung glukosa, oksigen, dan ion, yang membantu untuk mendistribusikan seluruh jaringan saraf. CSF juga mengangkut produk-produk limbah dari jaringan saraf.
Setelah beredar di sekitar otak dan sumsum tulang belakang, CSF memasuki struktur kecil yang dikenal sebagai vili arachnoid di mana ia diserap ke dalam aliran darah. Vili arachnoid ekstensi jari-seperti mater arachnoid yang melewati dura mater dan ke sinus sagital superior. Sinus sagital superior adalah vena yang berjalan melalui celah longitudinal otak dan membawa darah dan cairan cerebrospinal dari otak kembali ke jantung.
Fisiologi Otak
metabolisme
Meskipun beratnya hanya sekitar 3 kilogram, otak mengkonsumsi sebanyak 20% dari oksigen dan glukosa diambil oleh tubuh. Jaringan saraf di otak memiliki tingkat metabolisme yang sangat tinggi karena banyaknya keputusan dan proses yang terjadi di dalam otak pada waktu tertentu. Volume besar darah harus terus disampaikan ke otak untuk menjaga fungsi otak yang tepat. Setiap gangguan dalam pengiriman darah ke otak menyebabkan sangat cepat pusing, disorientasi, dan akhirnya tidak sadarkan diri.
indrawi
Otak menerima informasi tentang kondisi tubuh dan lingkungan dari semua reseptor sensorik dalam tubuh. Semua informasi ini dimasukkan ke daerah sensorik otak, yang menempatkan informasi ini bersama-sama untuk menciptakan sebuah persepsi kondisi internal dan eksternal tubuh. Beberapa informasi sensorik ini adalah informasi sensorik otonom yang memberitahu otak sadar tentang kondisi tubuh. Suhu tubuh, denyut jantung, dan tekanan darah semua indra otonom yang tubuh menerima. Informasi lainnya adalah informasi sensorik somatik bahwa otak sadar sadar. Touch, penglihatan, suara, dan pendengaran merupakan contoh indera somatik.
Motor Control
Otak kita secara langsung mengontrol hampir semua gerakan dalam tubuh. Sebuah wilayah korteks serebral dikenal sebagai area motor mengirim sinyal ke otot rangka untuk memproduksi semua gerakan sukarela. Inti basal serebrum dan materi abu-abu di otak membantu untuk mengendalikan gerakan-gerakan ini sadar dan mencegah gerakan asing yang tidak diinginkan. Otak kecil membantu dengan waktu dan koordinasi gerakan ini selama gerakan kompleks. Akhirnya, jaringan otot polos, jaringan otot jantung, dan kelenjar dirangsang oleh output motor daerah otonom otak.
pengolahan
Setelah informasi sensorik telah memasuki otak, daerah asosiasi otak pergi bekerja pengolahan dan menganalisis informasi ini. Informasi sensorik dikombinasikan, dievaluasi, dan dibandingkan dengan pengalaman sebelumnya, memberikan otak dengan gambaran yang akurat tentang kondisi tersebut. Daerah asosiasi juga bekerja untuk mengembangkan rencana aksi yang dikirim ke daerah motorik otak untuk menghasilkan perubahan dalam tubuh melalui otot atau kelenjar. Daerah asosiasi juga bekerja untuk membuat pikiran kita, rencana, dan kepribadian.
Belajar dan Memori
Otak perlu menyimpan berbagai jenis informasi yang diterima dari indera dan berkembang melalui pemikiran di daerah asosiasi. Informasi dalam otak disimpan dalam beberapa cara yang berbeda tergantung pada sumber dan berapa lama yang dibutuhkan. Otak kita mempertahankan memori jangka pendek untuk melacak tugas di mana otak saat ini bergerak. Memori jangka pendek diyakini terdiri dari sekelompok neuron yang merangsang satu sama lain dalam satu lingkaran untuk menyimpan data dalam memori otak. Informasi baru menggantikan informasi lama dalam memori jangka pendek dalam beberapa detik atau menit, kecuali informasi tersebut akan dipindahkan ke memori jangka panjang.
Memori jangka panjang disimpan dalam otak dengan hippocampus. Hippocampus transfer informasi dari memori jangka pendek ke memori daerah-penyimpanan otak, terutama di korteks serebral dari lobus temporal. Memori yang berhubungan dengan keterampilan motorik (dikenal sebagai memori prosedural) disimpan oleh otak kecil dan inti basal.
homeostasis
Otak bertindak sebagai tubuh pusat kendali dengan mempertahankan homeostasis dari banyak fungsi yang beragam seperti pernapasan, detak jantung, suhu tubuh, dan kelaparan. Batang otak dan hipotalamus adalah struktur otak yang paling peduli dengan homeostasis.
Di batang otak, medulla oblongata mengandung pusat kardiovaskular yang memantau tingkat karbon dioksida terlarut dan oksigen dalam darah, bersama dengan tekanan darah. Pusat kardiovaskular menyesuaikan detak jantung dan pelebaran pembuluh darah untuk mempertahankan tingkat yang sehat gas terlarut dalam darah dan menjaga tekanan darah yang sehat. Pusat rhythmicity medula medula memantau oksigen dan karbon dioksida tingkat dalam darah dan menyesuaikan tingkat pernapasan untuk menjaga tingkat ini seimbang.
Hipotalamus mengontrol homeostasis suhu tubuh, tekanan darah, tidur, haus, dan lapar. Banyak reseptor sensorik otonom untuk suhu, tekanan, dan bahan kimia pakan menjadi hipotalamus. Hipotalamus memproses informasi sensorik yang diterima dan mengirim output ke efektor otonom dalam tubuh seperti kelenjar keringat, jantung, dan ginjal.
tidur Tidur
Sementara tidur mungkin tampaknya menjadi waktu istirahat bagi otak, organ ini sebenarnya sangat aktif selama tidur. Hipotalamus mempertahankan jam biologis 24 jam tubuh, yang dikenal sebagai jam sirkadian. Ketika jam sirkadian menunjukkan bahwa waktu untuk tidur telah tiba, ia akan mengirimkan sinyal ke sistem reticular activating dari batang otak untuk mengurangi stimulasi dari korteks serebral. Pengurangan stimulasi korteks serebral menyebabkan rasa kantuk dan akhirnya menyebabkan tidur.
Dalam keadaan tidur, otak berhenti memelihara kesadaran, mengurangi beberapa kepekaan terhadap masukan sensorik, melemaskan otot-otot rangka, dan menyelesaikan banyak fungsi administrasi. Fungsi-fungsi administratif meliputi konsolidasi dan penyimpanan memori, bermimpi, dan pengembangan jaringan saraf.
Ada dua tahap utama tidur: gerakan cepat mata (REM) dan gerakan mata non-cepat (NREM). Selama tidur REM, tubuh menjadi lumpuh sementara mata bergerak maju mundur dengan cepat. Bermimpi adalah umum selama tidur REM dan diyakini bahwa beberapa kenangan yang disimpan selama fase ini. NREM adalah periode gerakan mata lambat atau tidak ada gerakan mata, berpuncak pada tidur nyenyak aktivitas listrik otak yang rendah. Bermimpi saat tidur NREM jarang, tapi kenangan masih diproses dan disimpan selama ini.
refleks
Sebuah refleks adalah yang cepat, reaksi spontan untuk bentuk stimulus internal atau eksternal. Banyak refleks dalam tubuh yang terintegrasi dalam otak, termasuk refleks cahaya pupil, batuk, dan bersin. Banyak refleks melindungi tubuh dari bahaya. Misalnya, batuk dan bersin membersihkan saluran udara dari paru-paru. Refleks lain membantu merespon tubuh terhadap rangsangan, seperti menyesuaikan murid terhadap cahaya terang atau redup. Semua refleks terjadi dengan cepat dengan melewati pusat kontrol korteks serebral dan mengintegrasikan di daerah yang lebih rendah dari otak seperti sistem otak tengah atau limbik.
No comments:
Post a Comment