Sistem saraf membantu kamu merasakan udara sejuk di pagi hari, atau panas di siang hari. Berkat sistem ini juga kamu bisa merasakan manis, asam, asin, dan pahit makanan yang kamu telan. Tidak hanya itu, sistem ini juga mengatur berbagai fungsi tubuh seperti bernapas dan denyut jantung.
Ciri khas makhluk hidup adalah menanggapi rangsangan dari luar tubuh. Rangsangan yang umum adalah suara, cahaya, udara, suhu, bau, rasa, air, dan gravitasi. Bagian tubuh yang bertugas menanggapi rangsangan tersebut adalah saraf. Saraf mengirim sinyal dalam bentuk sinyal listrik, bergerak di sepanjang sumsum tulang belakang, otak dan seluruh tubuh.
Hewan tertentu memiliki sistem saraf yang lebih kompleks daripada hewan lain. Misalnya, ubur-ubur memiliki jaring saraf yang relatif sederhana daripada kepiting.
Apa itu Sistem Saraf?
Sistem saraf adalah jaringan kompleks neuron khusus pembawa pesan terdiri dari otak, sumsum tulang belakang, organ sensorik, dan semua saraf yang menghubungkan organ-organ ini dengan bagian tubuh lainnya. Bersama-sama, organ-organ ini bertanggung jawab atas kontrol tubuh dan komunikasi di antara bagian-bagiannya.
Otak dan sumsum tulang belakang dikenal sebagai sistem saraf pusat (SSP), membentuk pusat kendali di mana informasi dievaluasi dan keputusan. Saraf sensorik dan organ indera dari sistem saraf perifer memantau kondisi di dalam dan di luar tubuh dan mengirimkan informasi ini ke SSP. Saraf eferen di PNS membawa sinyal dari pusat kendali ke otot, kelenjar, dan organ untuk mengatur fungsinya.
Sistem saraf terdiri dari lebih dari satu juta sel saraf yang memiliki bentuk yang berbeda-beda. Di dalam tubuh, sel saraf terhubung untuk mengirimkan impuls listrik dari satu bagian tubuh ke bagian tubuh lainnya. Semua neuron bekerja sama untuk mengatur organ tubuh.
A. Sel saraf (neuron)
Neuron terdiri dari dendrit, badan sel dan neurit (akson). Dendrit adalah ekstensi sitoplasma pendek dari neuron. Dendrit menerima impuls dari ujung saraf lain dan mengirimkannya ke tubuh sebuah neuron Badan sel memiliki badan Nissl yang berfungsi menerima dan meneruskan impuls dari dendrit ke neurit.
Neurit (akson) adalah tonjolan panjang dari sitoplasma badan sel. Fungsi neurit adalah untuk mengirimkan impuls dari satu neuron ke neuron lainnya. Neurit ditutupi dengan selubung mielin yang terbuat dari sel Schwann. Selubung mielin melindungi neurit dan memberikan nutrisi ke neuron. Bagian neurit yang tidak tertutup oleh selubung mielin disebut nodus Ranvier. Dalam neurit, impuls bergerak ke nodus Ranvier, di mana ia melintasi selubung mielin. Ini terjadi karena selubung mielin bertindak sebagai isolator impuls. Impuls melompat mempercepat gerak impuls. Neuron terhubung bersama untuk membentuk ganglion yang disebut ganglion. Antara satu neuron dengan neuron lainnya dihubungkan oleh sinapsis.
Ada tiga jenis neuron berdasarkan fungsinya, yaitu neuron sensorik (neuron aferen), neuron motorik (neuron eferen) dan neuron asosiasi (neuron ikat).
- Neuron sensorik mengirimkan impuls dari reseptor ke sistem saraf pusat. Reseptor adalah penerima stimulus. Organ yang mengandung reseptor disebut indera.
- Neuron motorik mengirimkan impuls dari sistem saraf pusat ke efektor. Efektor adalah otot dan kelenjar.
- Neuron asosiasi menghubungkan neuron sensorik ke neuron motorik. Neuron asosiatif terletak di otak dan sumsum tulang belakang.
Jadi, neuron memiliki struktur yang terdiri dari badan sel, dendrit, dan akson (neurit).
B. Struktur sistem saraf manusia
Sistem saraf manusia terdiri dari sistem saraf pusat dan sistem saraf tepi.
1) Sistem saraf pusat
Sistem saraf pusat terdiri dari otak dan sumsum tulang belakang. Meninges melindungi sistem saraf pusat. Meninges terdiri dari duramater (lapisan terluar yang menempel pada tengkorak), arachnoid (lapisan tengah), dan piamater (lapisan paling dalam yang tipis dan mengandung banyak sel darah). Di antara lapisan arachnoid dan piamater terdapat ruang subarachnoid yang berisi cairan serebrospinal. Cairan ini bertindak sebagai pelindung yang melindungi gesekan antara otak dengan tengkorak dan sumsum tulang belakang dengan ruas-ruas tulang belakang.
a) Otak
Otak adalah pusat saraf yang paling penting karena membantu membentuk keseluruhan fungsi tubuh. Permukaan luar otak (korteks serebral) berwarna abu-abu. Daerah ini banyak mengandung sel saraf, namanya substansi griseus. Bagian dalam otak (medula) berwarna putih. Daerah ini mengandung banyak neurit dan dendrit, namanya substansi alba. Otak terdiri dari enam bagian, yaitu otak besar (cerebrum), otak depan (diencephalus), otak tengah (mesencephalon), otak kecil (cerebellum), jembatan varol (pons varolli) dan sumsum lanjutan (medulla oblongata).
- Otak besar, terdiri dari dua belahan. Setiap belahan terdiri dari empat lobus, yaitu lobus frontal (yang mengontrol pergerakan otot rangka dan tempat terjadinya proses intelektual), lobus oksipital (pusat visual), lobus temporal (pusat pendengaran, penciuman, dan pengecapan), dan lobus parietal (pengatur perubahan pada kulit dan otot). Otak besar mengontrol semua fungsi yang berhubungan dengan kecerdasan (intelligence), ingatan (memory), kesadaran dan pertimbangan. Otak adalah pusat kendali untuk semua aktivitas / gerakan sadar.
- Otak depan, terdiri dari talamus dan hipotalamus. Talamus adalah pusat sensasi dan gerakan. Hipotalamus mengatur suhu tubuh, lapar dan haus.
- Otak tengah, berfungsi mengatur gerak refleks mata. Selain itu, otak tengah juga berfungsi mengontrol pendengaran.
- Otak kecil, terletak tepat di bagian bawah posterior otak besar. Serebelum merupakan pusat keseimbangan gerak, koordinasi gerak otot, serta posisi tubuh. Pada bagian bawah serebelum terdapat jembatan varol.
- Jembatan varol, berfungsi menghantarkan impuls otot-otot bagian kiri dan kanan tubuh. Pons varolli juga berfungsi menghubungkan otak besar dengan otak kecil.
- Sumsum lanjutan, merupakan lanjutan otak yang menghubungkan otak dengan sumsum tulang belakang. Medula oblongata berfungsi mengatur denyut jantung, pelebaran dan penyempitan pembuluh darah, gerak alat pencernaan, sekresi kelenjar, bersin, beserdawa, batuk, muntah, serta gerak alat pernapasan.
b) Sumsum Tulang Belakang (Medula Spinalis)
Medula spinalis merupakan lanjutan medula oblongata dan terdapat dalam rongga tulang belakang. Bagian luar (tepi) medula spinalis berwarna putih (substansi alba) dan bagian dalamnya berwarna abu-abu (substansi grissea). Fungsi medula spinalis sebagai berikut.
- Menghantarkan impuls dari dan ke otak.
- Mengendalikan gerak refleks.
2) Sistem saraf tepi dan sumsum tulang belakang
Saraf tepi menghubungkan semua bagian tubuh dengan pusat saraf (otak dan sumsum tulang belakang). Berdasarkan tempatnya, sistem saraf tepi terdiri atas saraf kranial dan saraf spinal. Berdasarkan fungsinya, sistem saraf tepi terdiri atas sistem saraf somatik (saraf sadar) dan sistem saraf otonom (saraf tidak sadar).
Sumsum tulang belakang terletak dalam rongga tulang belakang dan melintasi sepanjang tulang belakang mulai dari otak ke bagian bawah tubuh. Fungsi utama sumsum tulang belakang adalah sebagai penghubung antara otak dengan tubuh.
Sistem saraf tepi terdiri dari saraf-saraf yang keluar dari otak dan sumsum tulang belakang, dan berjalan ke seluruh tubuh. Sistem saraf tepi dibagi menjadi dua bagian, yaitu sistem saraf somatik dan sistem saraf otonom.
(1) Sistem saraf somatik
Sistem saraf somatik mengatur aktivitas sadar seperti gerakan otot rangka dan persepsi sensorik. Saraf motorik somatik bertanggung jawab untuk mengirimkan sinyal dari otak atau sumsum tulang belakang ke otot rangka, sedangkan saraf sensorik somatik mengirimkan informasi tentang sensasi fisik (seperti rasa sakit, suhu, dan tekanan) dari kulit, otot, dan sendi ke otak.
(2) Sistem saraf otonom
Sistem saraf otonom mengatur fungsi tubuh yang tidak disadari seperti detak jantung, peristaltik usus, dan pernapasan. Saraf otonom terbagi menjadi dua cabang utama, yaitu sistem saraf simpatis dan parasimpatis. Sistem saraf simpatis “menyala” saat tubuh mengalami stres atau bahaya, meningkatkan denyut jantung, merangsang sekresi adrenalin, dan meningkatkan aliran darah ke otot. Sebaliknya, sistem saraf parasimpatis “menenangkan” tubuh, mengurangi denyut jantung dan tekanan darah, serta meningkatkan aktivitas pencernaan.
C. Terjadinya Gerak Biasa dan Gerak Refleks
Tidak semua gerakan yang kita lakukan merupakan gerakan yang kita sadari atau kita lakukan secara sadar. Ada beberapa gerakan yang terjadi tanpa kita sadari, yaitu gerakan refleks.
Gerakan refleks adalah gerakan yang terjadi sebagai respons terhadap rangsangan tertentu, seperti saat melindungi diri dari bahaya atau saat bereaksi terhadap sakit. Gerakan ini dikontrol oleh sistem saraf otonom dan tidak memerlukan pengaturan kesadaran dari otak. Sedangkan gerakan biasa atau gerakan yang kita sadari, merupakan gerakan yang kita lakukan atas kehendak dan kendali pengaturan kesadaran dari otak. Contohnya seperti gerakan mengambil sesuatu atau berjalan.
1) Gerak Biasa
Gerak biasa merupakan gerak yang kita sadari. Contohnya melangkahkan kaki menuju suatu tempat, berlari, dan menyapu. Hantaran impuls pada gerak biasa bermula dari reseptor sebagai penerima rangsang. Impuls tersebut kemudian merambat menuju neuron sensorik untuk selanjutnya diolah di otak. Respons dari otak kemudian oleh saraf motorik dihantarkan ke efektor sehingga terjadilah gerakan. Urutan perjalanan impuls pada gerak biasa secara skematis sebagai berikut.
Rangsang → reseptor → neuron sensorik → otak → neuron motorik → efektor
- Reseptor sebagai penerima rangsang
- Neuron sensorik menerima impuls dari reseptor dan mengirimkannya ke otak
- Otak memproses impuls yang ia terima dan menghasilkan respons atas impuls tersebut
- Neuron motorik menghantarkan respons dari otak ke efektor
- Efektor, dalam hal ini otot, merespons impuls dari saraf motorik dengan berkontraksi atau berrelaksasi sehingga terjadi gerakan yang kita inginkan.
Proses ini terjadi secara cepat dan kompleks dan melibatkan banyak neuron dan sinyal yang berjalan di dalam tubuh. Namun proses ini terjadi begitu alami dan tidak kita sadari bahwa itu terjadi.
2) Gerak Refleks
Gerak refleks merupakan gerak yang tidak kita sadari. Hantaran impuls pada gerak refleks mirip seperti pada gerak biasa. Namun bedanya, impuls pada gerak refleks tidak diolah di otak. Neuron di otak hanya berperan sebagai konektor saja. Ada dua macam neuron konektor, yaitu neuron konektor di otak dan neuron konektor di sumsum tulang belakang.
Sumber: Biology Fourth Edition, WBC/McGraw-Hill Companies
Urutan perjalanan impuls pada gerak refleks secara skematis sebagai berikut.
Rangsang → reseptor → neuron sensorik → konektor (otak/sumsum tulang belakang) → neuron motorik → efektor
Jadi gerak refleks terjadi tanpa kita sadari dan melibatkan neuron konektor di otak atau sumsum tulang belakang yang menghubungkan neuron sensorik dengan neuron motorik. Contoh gerak refleks yang melalui neuron konektor otak adalah pupil mata mengecil saat terkena cahaya yang terang. Contoh gerak refleks yang melalui neuron konektor sumsum tulang belakang adalah kaki terangkat saat lutut dipukul.
Pada umumnya, gerak refleks merupakan mekanisme pertahanan tubuh untuk melindungi diri dari bahaya atau cedera. Selain itu, gerak refleks juga dapat membantu tubuh beradaptasi dengan lingkungan sekitar. Sebagai contoh, pada kasus pupil mata mengecil saat terkena cahaya yang terang, ini membantu melindungi mata dari kerusakan akibat cahaya yang berlebihan.
D. Prinsip Penghantaran Impuls
Prinsip penghantaran impuls ada dua, yaitu melalui neuron dan sinapsis. Ini terkait dengan bagaimana informasi diproses dan dikirimkan di dalam sistem saraf.
1) Penghantaran Impuls Melalui Neuron
Pada prinsip penghantaran impuls melalui neuron, impuls listrik mengalir dari badan sel neuron (soma) melalui serabut akson ke ujung terminal sinapsis. Proses ini merupakan konduksi terarah atau konduksi elektrik. Konduksi terarah ini terjadi karena adanya perbedaan potensial listrik antara sel saraf yang bermuatan negatif pada bagian dalamnya dan cairan tubuh yang bermuatan positif pada bagian luar sel saraf. Keadaan ini namanya polarisasi. Ketika sel saraf menerima rangsangan atau stimulus, maka muatan listrik di dalam sel saraf akan berubah dan menyebabkan impuls listrik mengalir dari soma ke ujung terminal akson.
Gambar di atas menunjukkan penghantaran impuls melalui neuron.
2) Penghantaran Impuls Melalui Sinapsis
Sedangkan pada prinsip penghantaran impuls melalui sinapsis, impuls listrik yang telah mencapai ujung terminal akson akan merangsang pelepasan neurotransmiter dari vesikel sinapsis ke celah sinapsis. Neurotransmiter kemudian akan menempel pada reseptor di membran sel saraf penerima, dan menyebabkan perubahan potensial listrik pada sel saraf tersebut. Istilah untuk proses ini adalah konduksi tidak terarah atau konduksi kimia. Konduksi kimia ini terjadi karena impuls listrik tidak mengalir langsung dari satu sel saraf ke sel saraf lainnya, melainkan melalui zat kimia yang bertindak sebagai pengantar sinyal (neurotransmiter) di antara celah sinapsis.
Kedua prinsip penghantaran impuls ini bekerja bersama-sama untuk mengirimkan informasi dari satu neuron ke neuron lainnya dalam sistem saraf.
