Sistem saraf terdiri dari dua bagian utama: sistem saraf pusat dan sistem saraf tepi:
- Sistem saraf pusat terdiri dari otak dan sumsum tulang belakang.
- Sistem saraf tepi terdiri dari serabut saraf yang bercabang dari sumsum tulang belakang dan meluas ke seluruh bagian tubuh, termasuk leher dan lengan, batang tubuh, kaki, otot rangka, dan organ dalam.
Otak mengirimkan pesan melalui sumsum tulang belakang dan saraf sistem saraf tepi untuk mengontrol pergerakan otot dan fungsi organ dalam.
Unit kerja dasar sistem saraf adalah sel yang disebut neuron. Otak manusia mengandung sekitar 100 miliar neuron. Neuron terdiri dari tubuh sel yang mengandung nukleus, dan ekstensi khusus yang disebut akson dan dendrit.
Neuron berkomunikasi satu sama lain menggunakan akson dan dendrit. Ketika neuron menerima pesan dari neuron lain, neuron mengirimkan sinyal listrik ke panjang aksonnya. Pada akhir akson, sinyal listrik diubah menjadi sinyal kimia, dan akson melepaskan utusan kimia yang disebut neurotransmitter.
Neurotransmitter dilepaskan ke ruang antara ujung akson dan ujung dendrit dari neuron lain. Ruang ini disebut sinaps (diucapkan SIN-aps). Neurotransmiter menempuh jarak pendek melalui sinapsis ke dendrit. Dendrit menerima neurotransmiter dan mengubahnya kembali menjadi sinyal listrik. Sinyal kemudian bergerak melalui neuron, untuk dikonversi kembali menjadi sinyal kimia ketika sampai ke neuron tetangga.
Neuron motor mengirimkan pesan dari otak untuk mengendalikan gerakan sukarela. Neuron sensorik mendeteksi cahaya, suara, bau, rasa, tekanan, dan panas yang masuk dan mengirim pesan ke otak. Bagian lain dari sistem saraf mengatur proses tak disengaja, seperti pelepasan hormon seperti adrenalin, pelebaran mata sebagai respons terhadap cahaya, atau pengaturan sistem pencernaan, yang terlibat dalam fungsi organ dan kelenjar tubuh.
Otak terdiri dari banyak jaringan neuron yang berkomunikasi. Dengan cara ini, berbagai bagian otak dapat “berbicara” satu sama lain serta bekerja sama untuk mengirim pesan ke seluruh tubuh.
Fungsi sistem saraf manusia
Sistem saraf manusia berbeda dari mamalia lain terutama dalam perluasan besar dan elaborasi belahan otak. Banyak dari apa yang diketahui tentang fungsi otak manusia berasal dari pengamatan efek penyakit, dari hasil eksperimen pada hewan, terutama kera, dan dari studi neuroimaging pada hewan dan subyek manusia yang sehat. Sumber informasi semacam itu telah membantu menjelaskan aspek aktivitas saraf yang mendasari sifat-sifat tertentu dari otak manusia, termasuk proses yang berkaitan dengan penglihatan, memori, ucapan, dan emosi. Meskipun pengetahuan para ilmuwan tentang fungsi-fungsi sistem yang unik dan kompleks ini berkembang pesat, itu masih jauh dari lengkap.
Untuk memahami bagaimana fungsi sistem saraf manusia, para ilmuwan pertama-tama harus mengidentifikasi elemen yang menghubungkan, atau jalur, yang berjalan di antara berbagai bagiannya. Penelitian mereka membawa mereka ke penemuan saluran saraf dan identifikasi koneksi yang kurang jelas antara berbagai daerah otak dan sumsum tulang belakang. Identifikasi jalur-jalur ini bukanlah masalah yang sederhana, dan memang, pada manusia, banyak yang masih belum sepenuhnya diketahui atau hanya bersifat dugaan.
Banyak informasi tentang sistem saraf manusia telah diperoleh dengan mengamati efek kerusakan aksonal. Jika serat saraf terputus, panjang akson terjauh dari sel tubuh, atau soma, akan kehilangan aliran akson metabolit dan akan mulai memburuk. Selubung mielin juga akan mengalami degenerasi, sehingga, selama beberapa bulan setelah cedera, produk urat mielin akan terlihat di bawah mikroskop dengan noda khusus. Metode ini jelas aplikasi terbatas pada manusia, karena memerlukan lesi yang tepat dan pemeriksaan selanjutnya sebelum mielin telah sepenuhnya dihapus.
Pewarnaan akson yang terdegenerasi dan terminal yang membentuk sinapsis dengan neuron lain juga dimungkinkan melalui penggunaan impregnasi perak, tetapi tekniknya sulit dan hasilnya kadang-kadang sulit diinterpretasikan. Bahwa neuron yang rusak harus menunjukkan perubahan degeneratif, betapapun sulit dideteksi, tidak terduga, tetapi saling ketergantungan neuron kadang-kadang ditunjukkan oleh degenerasi transneuronal.
Neuron yang kekurangan input utama dari akson yang telah dihancurkan mungkin mengalami atrofi. Fenomena ini disebut degenerasi anterograde. Dalam degenerasi retrograde, perubahan serupa dapat terjadi pada neuron yang telah kehilangan penerima utama dari aliran keluarnya.
Metode anatomi ini kadang-kadang berlaku untuk penyakit manusia. Mereka juga dapat digunakan postmortem ketika lesi dari sistem saraf pusat telah sengaja dibuat – misalnya, dalam perawatan bedah nyeri yang tak terobati. Teknik lain hanya dapat digunakan dalam percobaan pada hewan, tetapi ini tidak selalu relevan bagi manusia. Sebagai contoh, konstituen biokimia normal berlabel isotop radioaktif dapat disuntikkan ke neuron dan kemudian diangkut panjang akson, di mana mereka dapat dideteksi dengan mengambil radioaktivitas pada pelat sinar-X.
Teknik pengamatan tergantung pada aliran aksonal retrograde telah digunakan secara luas untuk menunjukkan asal-usul saluran serat. Dalam teknik ini, enzim peroksidase diambil oleh terminal akson dan diangkut naik akson ke soma, di mana ia dapat ditunjukkan dengan pewarnaan yang tepat.
Pewarnaan zat neurotransmitter dimungkinkan pada material manusia postmortem dan juga pada hewan. Namun, keberhasilan bergantung pada pemeriksaan bahan yang relatif segar atau beku, dan hasilnya mungkin sangat dipengaruhi oleh perawatan sebelumnya dengan obat-obatan yang aktif secara neurologis.
Stimulasi listrik pada daerah sistem saraf menghasilkan impuls saraf di pusat yang menerima input dari tempat stimulasi. Metode ini, menggunakan mikroelektroda, telah banyak digunakan dalam penelitian pada hewan; Namun, jalur yang tepat diikuti oleh impuls buatan yang dihasilkan mungkin sulit untuk dibangun.
Beberapa teknik pencitraan yang sangat terspesialisasi, seperti computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), dan positron emission tomography (PET), telah memberikan para ilmuwan kemampuan untuk memvisualisasikan dan mempelajari anatomi dan fungsi sistem saraf dalam kehidupan, sehat orang. Teknik yang dikenal sebagai MRI fungsional (fMRI) memungkinkan deteksi peningkatan aliran darah secara paralel dengan peningkatan aktivitas otak. MRI fungsional memungkinkan para ilmuwan untuk menghasilkan peta rinci area otak yang mendasari aktivitas mental manusia dalam kesehatan dan penyakit. Teknik ini telah diterapkan pada studi berbagai fungsi otak, mulai dari respons sensorik primer hingga aktivitas kognitif.