Otak manusia adalah organ pusat sistem saraf , yang terletak di kepala manusia dan dilindungi oleh tengkorak. Ia memiliki struktur dan anatomi umum yang sama dengan otak mamalia lain, tetapi dengan korteks serebral yang lebih berkembang.
Hewan yang lebih besar seperti paus atau gajah memiliki otak yang lebih besar secara absolut, tetapi ketika diukur menggunakan koefisien ensefalisasi, yang mengkompensasi ukuran tubuh, koefisien otak manusia hampir dua kali lebih besar dari lumba-lumba.umum dan tiga kali lipat lebih besar dari simpanse.
Sebagian besar ekspansi disebabkan oleh korteks serebral, terutama lobus frontal, yang berhubungan dengan fungsi eksekutif seperti penalaran, perencanaan, pengendalian diri, dan pemikiran abstrak.
Korteks visual, bagian dari korteks otak yang didedikasikan untuk penglihatan, juga lebih luas pada manusia.
Indeks artikel
Bagian-bagian otak dan ciri-cirinya
Sebagian besar fungsi fisiologis otak melibatkan penerimaan informasi dari bagian tubuh lainnya, menafsirkannya, dan memandu respons tubuh. Hal ini pada akhirnya bertanggung jawab atas pikiran dan gerakan yang dihasilkan tubuh.
Jenis-jenis rangsangan yang ditafsirkan otak meliputi suara, cahaya, bau, dan rasa sakit.
Otak juga terlibat dalam operasi vital seperti bernapas, melepaskan hormon atau mempertahankan tingkat tekanan darah.
Hal ini memungkinkan manusia untuk berhasil berinteraksi dengan lingkungan dengan berkomunikasi dengan orang lain dan berinteraksi dengan benda mati.
Otak terdiri dari sel-sel saraf yang berinteraksi dengan seluruh tubuh melalui sumsum tulang belakang dan sistem saraf.
Selain itu, beberapa senyawa kimia ditemukan di otak yang membantu otak mempertahankan homeostasisnya.
Menjaga sel-sel saraf bekerja dengan baik dan bahan kimia seimbang sangat penting untuk kesehatan otak.
Bagian -bagian utama otak akan dibahas di bawah ini .
Korteks serebral
Ini adalah bagian yang mengintegrasikan informasi aferen dan eferen.
Korteks hampir simetris dan terbagi menjadi belahan kanan dan kiri.
Para ilmuwan secara konvensional membaginya menjadi 4 lobus: frontal, parietal, oksipital, dan temporal.
Namun, pembagian ini bukan karena struktur korteks serebral yang sebenarnya, tetapi karena tulang tengkorak yang melindunginya.
Satu-satunya pengecualian adalah bahwa lobus frontal dan parietal dipisahkan oleh sulkus sentralis, suatu lipatan di mana somatosensori primer dan korteks motorik bertemu.
Area yang berbeda dari korteks serebral terlibat dalam fungsi perilaku dan kognitif yang berbeda.
Lobus frontal
Lobus frontal adalah salah satu dari 4 lobus belahan otak.
Lobus ini mengontrol berbagai fungsi seperti pemecahan masalah, pemikiran kreatif , penilaian, kecerdasan, perhatian, perilaku, reaksi fisik, pemikiran abstrak, gerakan terkoordinasi, otot terkoordinasi, dan kepribadian.
Lobus parietal
Lobus ini berfokus pada gerakan, perhitungan, orientasi, dan jenis pengenalan tertentu.
Jika cedera terjadi di area ini, Anda mungkin tidak dapat melakukan tugas sehari-hari yang sederhana.
Di lobus parietal dapat ditemukan:
- Korteks motorik: memungkinkan otak untuk mengontrol gerakan tubuh. Itu terletak di bagian tengah atas otak.
- Korteks sensorik: Terletak di bagian depan lobus parietal dan menerima informasi dari sumsum tulang belakang tentang posisi berbagai bagian tubuh dan bagaimana mereka bergerak. Daerah ini juga dapat digunakan untuk mengirimkan informasi dari indera peraba, termasuk rasa sakit atau tekanan, yang mempengaruhi berbagai bagian tubuh.
Lobus temporal
lobus temporal mengontrol visual, auditori memori , dan pemahaman pembicaraan.
Ini mencakup area yang membantu mengontrol keterampilan berbicara dan mendengarkan, perilaku, dan bahasa.
Area Wernicke adalah bagian dari lobus temporalis yang mengelilingi korteks pendengaran dan merumuskan serta memahami ucapan.
Lobus oksipital
lobus oksipital terletak di bagian belakang kepala dan kontrol visi.
Cedera di area ini dapat menyebabkan kesulitan membaca.
tubuh lurik
Itu terletak di dinding belahan otak dan di dalamnya terdapat pusat korelasi dan koordinasi yang mengatur ritme gerakan, ekspresi wajah selama komunikasi.
Sistem limbik
Sistem limbik
Sebagian besar respons hormonal yang dihasilkan tubuh dimulai di area ini.
Hal ini terkait dengan memori, perhatian, naluri seksual, emosi (misalnya kesenangan, ketakutan, agresivitas), kepribadian dan perilaku.
Sistem limbik meliputi:
- Hipotalamus: termasuk pusat yang mengatur keseimbangan internal dan homeostasis tubuh. Kendalikan suasana hati, suhu, rasa lapar, dan haus Anda.
- Amygdala: memungkinkan Anda merespons emosi, ketakutan, atau ingatan. Ini adalah sebagian besar dari telencephalon.
- Hippocampus: Fungsi utamanya adalah belajar dan memori, khususnya untuk mengubah memori jangka pendek menjadi memori jangka panjang.
Talamus
Talamus adalah pusat estafet yang mengontrol perhatian yang dilalui oleh rangsangan aferen yang mencapai kesadaran.
Batang otak
Semua fungsi kehidupan vital berasal dari batang otak termasuk tekanan darah, pernapasan, dan detak jantung.
Pada manusia, daerah ini berisi medula, otak tengah, dan pons.
- Otak tengah: menghantarkan impuls motorik dari korteks serebral ke jembatan batang otak dan menghantarkan impuls sensorik dari medula spinalis ke talamus.
- Bos
- Medulla oblongata: Fungsinya meliputi transmisi impuls dari sumsum tulang belakang ke otak. Mereka juga mengatur fungsi jantung, pernapasan, gastrointestinal, dan vasokonstriktor.
Otak kecil
otak ini juga dikenal sebagai “otak kecil” dan dianggap bagian tertua dari otak dalam skala evolusi.
Otak kecil mengontrol fungsi tubuh yang penting seperti postur, koordinasi, atau keseimbangan, yang memungkinkan manusia untuk bergerak dengan benar.
Fungsi utama
Fungsi utama otak adalah menjaga organisme agar tetap hidup sehingga berinteraksi dengan lingkungan.
Segala sesuatu yang manusia pikirkan, rasakan, dan lakukan berkaitan dengan fungsi khusus otak.
Fungsi-fungsi ini dapat berupa:
Sensitif (penerimaan data)
Informasi stimulus diterima dan diproses.
Rangsangan yang berasal dari luar atau dalam ditangkap melalui reseptor yang berbeda.
Reseptor ini mengubah rangsangan yang diterima melalui sinyal energik.
perahu motor
Otak mengontrol gerakan sadar dan tidak sadar.
Korteks motorik terletak di lobus frontal, di depan fisura Roland.
Mengintegrasikan
Mereka mengacu pada aktivitas mental seperti perhatian, memori, belajar atau bahasa.
Kebanyakan pasien yang menderita beberapa jenis kerusakan otak kehilangan beberapa perilaku atau kemampuan kognitif.
Pengartian
Sistem saraf dan otak
Memahami hubungan pikiran-tubuh merupakan tantangan filosofis dan ilmiah.
Sulit untuk memahami bagaimana aktivitas mental seperti emosi dan pikiran dapat diimplementasikan oleh struktur fisik yang nyata seperti neuron atau sinapsis .
Inilah yang menyebabkan René Descartes dan mayoritas umat manusia kemudian percaya pada dualisme: keyakinan bahwa pikiran ada secara independen dari tubuh.
Namun, ada bukti substansial yang menentang argumen itu.
Cedera otak dapat mempengaruhi pikiran dengan cara yang berbeda, sehingga otak dan pikiran saling terkait.
Misalnya, rangsangan kortikal yang terjadi pada epilepsi juga menyebabkan munculnya sensasi kompleks seperti kilas balik, halusinasi, dan fenomena kognitif lainnya.
Oleh karena itu, kebanyakan ahli saraf cenderung materialis; mereka percaya bahwa pikiran dapat direduksi menjadi fenomena fisik.
Bahasa
Area bicara utama otak adalah area Broca dan area Wernicke.
Metabolisme
MRI otak
Otak mengkonsumsi energi 10 kali lebih banyak daripada yang seharusnya mempertimbangkan ukurannya.
Menurut ilmuwan Marcus Raichie dari University of Washington, 60-80% dari energi yang dikonsumsi oleh otak didedikasikan untuk menjaga hubungan antara neuron yang berbeda, sedangkan sisa energi didedikasikan untuk menanggapi tuntutan lingkungan.
Berat dan kapasitas
Berat
Menurut sebuah penelitian oleh University of Basel yang melakukan lebih dari 8000 otopsi pada wanita dan pria tanpa penyakit mental, berat normal otak manusia untuk pria adalah 1.336 gram, sedangkan untuk wanita adalah 1.198 gram.
Dengan bertambahnya usia, berat badan menurun 2,7 gram pada pria dan 2,2 gram pada wanita, setiap tahun.
Dengan setiap inci tinggi badan, berat otak meningkat rata-rata 3,7 gram.
Di sisi lain, berat otak tidak berhubungan dengan indeks massa tubuh.
Kapasitas dan memori, berapa banyak neuron yang dimiliki otak?
Otak manusia terdiri dari sekitar 100 miliar neuron dan masing-masing memiliki 1000 atau lebih koneksi – sinapsis – dengan neuron lain.
Kekuatan sinapsis itu tergantung pada pengalaman. Ketika dua neuron di kedua sisi sinaps menyala, koneksi itu menjadi lebih kuat. Selain itu, untuk beradaptasi dengan kekuatan sambungan baru, dendrit salah satu neuron menjadi lebih besar.
Perubahan dalam kekuatan koneksi dan ukuran dendrit ini mempengaruhi memori dan pembelajaran manusia.
Jika setiap neuron hanya dapat membantu mempertahankan kapasitas memori yang terbatas, dengan akumulasi pengalaman dan hal-hal yang perlu diingat, neuron yang tersedia akan berakhir.
Dapat dikatakan bahwa dalam hal ini hanya akan ada beberapa gigabyte ruang, mirip dengan apa yang dimiliki smartphone atau memori USB.
Namun, neuron bergabung untuk membantu menciptakan kembali banyak memori pada saat yang sama, secara eksponensial meningkatkan kemampuan otak untuk mempertahankan memori dan dengan demikian kemampuannya. Untuk kapasitas ini, kapasitas otak diperkirakan 2,5 petabyte.
Jika otak bekerja seperti perekam film, itu akan cukup untuk menyimpan 3 juta jam serial, film, dan konten lainnya. Anda harus menjalankan televisi selama 300 tahun untuk menggunakan semua kapasitas itu (scientificamerican.com).
Mitos 10% penggunaan otak
Ada mitos populer bahwa hanya 10% dari otak yang digunakan oleh kebanyakan orang. Dikatakan bahwa jika orang menggunakan sisa kemampuan mereka, mereka bisa menjadi jauh lebih pintar dan mencapai prestasi yang lebih besar.
Namun, pernyataan ini adalah legenda urban, tidak berdasarkan sains. Meskipun masih banyak yang harus diselidiki dan dipelajari tentang otak manusia – seperti kesadaran atau ingatan – studinya sejauh ini menunjukkan bahwa setiap bagian memiliki fungsi.
Ahli saraf Barry Beyerstein menetapkan 7 bukti yang menolak bahwa hanya 10% yang digunakan:
Studi kerusakan otak: jika hanya 10% dari otak yang digunakan, kerusakan pada area lain seharusnya tidak mempengaruhi kinerja. Namun, hampir semua area otak yang rusak menghasilkan beberapa jenis kehilangan kemampuan.
Pemindaian otak menunjukkan bahwa apa pun yang dilakukan orang sehat, semua area otak selalu aktif.
Otak mengkonsumsi sejumlah besar energi dibandingkan dengan bagian tubuh manusia lainnya. Hal ini dapat membutuhkan hingga 30% energi, meskipun beratnya hanya 2% dari tubuh. Jika hanya 10% yang digunakan, akan ada keuntungan adaptif bagi manusia dengan otak yang lebih kecil dan lebih efisien, yang mengkonsumsi lebih sedikit energi.
Otak tidak bertindak sebagai massa yang seragam, tetapi terdiri dari berbagai wilayah yang memproses berbagai jenis informasi.
Analisis mikrostruktur telah dilakukan dengan memasukkan elektroda kecil ke dalam otak untuk mengukur aktivitas sel. Jika 90% neuron dinonaktifkan, itu akan diketahui.
Neuron otak yang tidak aktif memiliki kecenderungan untuk mengalami degenerasi. Oleh karena itu, jika 90% dinonaktifkan, otopsi akan mengungkapkan degenerasi hebat.
kain
Jaringan otak dapat dibagi menjadi dua kelas besar: materi abu-abu dan materi putih.
Materi putih sebagian besar terdiri dari akson dan fungsinya untuk memproses informasi otak dengan benar.
Materi putih dan abu-abu
Materi abu-abu terdiri dari badan saraf dan tubuh mereka, dan terlibat dalam kontrol motorik, persepsi sensorik (penglihatan, pendengaran), memori, emosi, bahasa, pengambilan keputusan, dan pengendalian diri.
Evolusi
Otak primata umumnya hampir dua kali lipat otak mamalia dengan ukuran yang sama. Selama hampir 7 juta tahun, ukuran otak manusia hampir tiga kali lipat, dengan sebagian besar pertumbuhan terjadi dalam dua tahun terakhir.
Dalam dua pertiga pertama evolusi manusia, otak nenek moyang manusia seukuran primata lain saat ini.
A. afarensis memiliki tengkorak dengan volume internal antara 400 dan 550 milimeter, simpanse adalah sekitar 400 ml dan gorila antara 500 dan 700 ml. -a australopitecinos subtribe hominoideos- primata mulai menunjukkan perubahan kecil dalam bentuk dan struktur. Misalnya, neokorteks mulai berkembang.
Pada sepertiga terakhir evolusi manusia, hampir semua peningkatan ukuran otak terjadi. Homo habilis, genus Homo pertama yang muncul 1,9 juta tahun lalu, mengalami sedikit peningkatan dalam ukuran otak, termasuk perluasan area Broca.
Fosil Homo erectus pertama yang kita miliki, berumur 1,8 juta tahun, agak lebih besar, 600 ml.
Kemudian kapasitas 1000 ml tercapai, sekitar 500.000 tahun yang lalu. Homo sapiens awal memiliki otak yang mirip dengan manusia saat ini, rata-rata 1.200 ml atau lebih.
Perubahan Homo sapiens terjadi di wilayah yang berkaitan dengan perencanaan, komunikasi, pemecahan masalah dan fungsi kognitif adaptif lainnya.
Dalam 10.000 tahun terakhir, dengan masalah gizi di masyarakat pertanian, telah terjadi penurunan volume otak, meskipun dalam 100 tahun terakhir, dengan masyarakat industri, perbaikan nutrisi dan penurunan penyakit, telah terjadi peningkatan baru.
Masa depan otak manusia dapat terletak pada integrasi dengan kecerdasan buatan atau perbaikan melalui rekayasa genetika.
bagaimana cara kerjanya
Lihat artikel:
Cara kerja otak manusia.
Dasar biologis perilaku.
Pembentukan dan perkembangan
Lihat artikel:
Perkembangan sistem saraf pada manusia (tahap prenatal, tahap postnatal, mekanisme seluler)
Perkembangan saraf.
Synaptogenesis (proses pembentukan sinaps).
Pos terkait
Keingintahuan tentang otak manusia.
Berapa berat otak orang dewasa.
Berapa banyak neuron yang dimiliki otak manusia.
Referensi
- Otak manusia. Diambil dari en.wikipedia.org.
- Otak. Diambil dari innerbody.com.
- Gambar otak. Mattew Hoffman. Diambil dari webmd.com.
- Struktur Otak dan Fungsinya. Studio Serendip. Diambil dari serendip.brynmawr.edu.
- Otak. Diambil dari en.wikipedia.org.
- Berapa Kapasitas Memori Otak Manusia? Paul Reber (2010). Diambil dari scienceamerican.com.
- Bagaimana Otak Manusia Berkembang? Diambil dari scienceamerican.com.