| The Brain (I) The Owner's Manual for the Brain posted Jan 08 08 Telah lama saya ingin memiliki buku yang membahas mengenai "otak", dengan penulisan buku yang lebih umum, tetapi juga lumayan mendalam. Tema atau topik dibahas dengan baik tanpa terlalu ngejelimat. Bidang ilmu pengetahuan tentang otak tidak pernah saya pelajari secara mendalam sebelumnya. Tentu saja sudah sering saya membaca article di sana sini tetapi ternyata tidak sistematis, sehingga bila temanya sudah mulai mendalam, hilanglah di kepala hubungannya secara keseluruhan. Kira-kira dua tahunan yang lalu, seperti biasanya bila ke toko buku (tidak perlu saya sebutkan nama tokonya, di negeri kita ini paling hanya ada satu atau dua toko buku yang besar dan lumayan lengkap koleksinya) mata mulai berkeliaran men-scan judul-judul buku yang menarik. Lumayan, merasa beruntung hari itu, saya dapat membeli dan membawa pulang buku tentang "otak". Judul buku eperti yang tercantum di atas, "The Owner's Manual for The Brain", karangan Pierce J. Howard, Ph.D. Buku ini sesuai dengan apa yang ingin saya miliki untuk dibaca, agar dapat memperdalam pengetahuan saya tentang hal otak, dan pula bahan bacaan yang tidak terlalu ngejelimat. Penulis akan membahas beberapa topik dari isi buku tersebut. Seperti apa yang telah disampaikan pengarang, Pierce Howard, ia men-design bukunya sebagai sebuah buku pegangan, sehingga dapat dibaca bagian per bagian, tanpa harus dimulai dari halaman paling awal. Sedikit introduction tentang pengarang, Pierce Howard memiliki sebuah perusahaan yang bergerak di bidang konsultasi, termasuk di antaranya konsultasi di bidang management. Untuk mengenal lebih jauh tentangnya, Anda dapat singgah pada situs centacs.com. Gaya tulis Pierce Howard sesuai dengan selera penulis. Cara menulisnya tidak berlebihan, karena juga sebagian besar tulisan itu berupa hasil-hasil penelitian para pakar terkenal di bidangnya masing-masing. Buku tersebut setebal seribuan halaman. Bayangkan saja apa yang dapat saya bahas di sini sekedar membangkitkan selera Anda, seperti halnya dengan saya, keinginan memiliki buku ini. (Penulis tidak bermaksud mempromosikan buku ini dalam arti komersil. Tujuan situs ini yang utama adalah men-sharing kepada pembaca tentang pengetahuan, serta menyebutkan sumbernya.) Buku yang saya miliki edisi tahun 2006. Buku terbagi dalam 10 Capital. Secara keseluruhan terlihat bahwa penulisan buku berhubungan erat dengan aktivitas pengarang sebagai consultant sekaligus pemilik sebuah consulting company. Pembahasan buku dirancang agar bagi Anda yang pemula di bidang ilmu pengetahuan tentang otak, mudah mencernanya. Penulis pun berharap Anda akan mendapatkan manfaat dari membaca tulisan ini, serta dapat digunakan untuk kehidupan sehari-hari. Bagian-bagian yang akan dibahas meliputi tema mengenai perkembangan otak, kesehatan, nutrisi, tidur, dan lain-lain. Sel otak, NEURON Otak manusia pada umumnya memiliki sekitar 23 milyar sel otak, neuron. Otak seorang laki-laki biasanya memiliki 2 milyar lebih banyak neuron, daripada otak dari seorang perempuan. Satu sel neuron terhubung dengan neuron-neuron lainnya melalui "connector" yang disebut Dendrite dan Axon. Keduanya membentuk sebagai perpanjangan "tangan" dari sel neuron atau soma. Sel neuron menerima informasi dari sel neuron lain melalui dendrite. Dan untuk meneruskan informasi yang diterimanya ke sel neuron berikutnya lagi melalui Axon Terminal , seperti terlihat pada gambar skematis di bawah (a). Dua connector ini menerima dan mengirimkan sinyal dalam bentuk electrical impulse dari satu sel ke sel neuron lain. Lokasi pertemuan ini disebut Synapse, seperti yang tertampak pada gambar (b). Pada synapse inilah terjadi proses pengiriman informasi yang merupakan bentuk proses biokimia dan electrochemical yang rumit, dan tentang hal tersebut akan dibicarakan di bawah. Yang perlu kita diketahui bahwa betapa kompleksnya alam otak manusia. Menurut perkiraan hasil penelitian, satu sel neuron memiliki 1.000 hingga 10.000 synapse. Bila jumlah synapse pada setiap neuron dikalikan dengan jumlah neuron pada otak manusia, besaran kapasitas mengirim informasi dalam otak mencapai ratusan trillion! Satu synapse dapat diumpamakan dengan satu byte pada komputer. Berarti otak manusia memiliki kapasitas ratusan terabyte (1 tera = 1.000 giga). Menarik sekali, dari hasil penelitian menyimpulkan bahwa manusia hanya menggunakan beberapa persen saja kapasitas otak. Seperti juga pada buku karangan Daniel Goleman (The Emotional Intelligence), Pierce Howard menceritakan otak sebagai hasil evolusi yang dapat dilihat kesamaan antara homo sapien, primate, hewan mamalian, dan jenis reptile. Pierce Howard menggunakan istilah leopard brain (limbic system ) yaitu bagian otak primitif mengontrol emosi, koordinasi gerakan, instinct, sedangkan learning brain (cerebral cortex) yaitu bagian otak yang hanya terdapat pada manusia, yang dapat menggunakan kata-kata, angka, dan memecahkan masalah. Pierce Howard mengedepankan dua hal penting tentang otak, yaitu RAS dan Gap. RAS singkatan dari "reticular activating system", dan Gap diambil dari kata synaptic gap, atau "ruang celah synapse". RAS, limbic system, dan cerebral cortex, menjadi satu kesatuan di dalam otak yang mempangaruhi perilaku kita. RAS mengontrol limbic system dan cerebral cortex dengan cara "toggle switch", cara ini ialah bila mengaktifkan salah satu fungsi (limbic system atau cerebral cortex), maka fungsi yang lainnya tidak aktif. Bila kita dalam keadaan emosionel atau dengan istilah lain, fight-or-flight (melawan atau melarikan diri - ini reaksi spontan otak bila ada ancaman dan merupakan strategi tubuh menyelamatkan nyawa), bagian limbic system aktif, dan cerebral cortex tidak aktif. Sebaliknya bila bagian learning brain aktif, maka bagian limbic system menjadi tidak aktif, dan kita dalam keadaan rilek dan merasa tanpa ada ancaman. Penjelasan tentang learning, proses otak yang belajar, dan synapse (halaman 53), Pierce Howard secara singkat dan informatif menggambarkan perkembangan terakhir ilmu pengetahuan di bidang tersebut. Learning telah diketahui para pakar sebelumnya, dapat memperbanyak jaringan synapse antar neuron (bila dibandingan dengan komputer, merupakan penambahan "byte" atau memory). Berhubung sulit menterjemahkan secara tepat, penulis terpaksa mengambil tulisan aslinya seperti di bawah ini:
intercellular movement through blood and cerebrospinal fluid form the stage upon which our electrochmemical language plays out its drama. The alphabet of its physiological language is composed of over two hundred ligands." Perlu diketahui, synapse terdapat di luar sistem jaringan otak dan tersebar di seluruh tubuh, di mana selalu terdapat nerve cell. Fungsi synapse itu ialah mengontrol semua jenis aktivitas organ di dalam tubuh. Jumlah synapse ini jauh lebih besar (>90%) dibandingkan synapse yang terdapat pada otak, nervous system. Synapse di luar otak mengontrol muscle, gland (kelenjar yang mengatur hormon atau immun system.) dan lain-lain. Otak yang belajar (learning) merangsang dan mengeluarkan neurotransmitter (senyawa kimia) dari neuron ke axon terminalnya. Istilah ligand, dari bahasa Latin ligare, artinya to bind, mengikat. Apa yang terjadi pada synapse adalah pelepasan neurotransmitter dari axon terminal ke dendrite (dari neuron berikutnya). Di sini dalam arti kata yang sempit, ligand adalah senyawa kimia (neurotransmitter) yg dilepas dari axon terminal ke target receptor. Dalam hubungan ini Pierce Howard menjelaskan fungsi beberapa ligand atau neurotransmitter, seperti noradrenaline, calpain, endorphins, serotonin, GABA, glutamate, acetylcholine. Selanjutnya penjelasan secara mendalam fungsi masing-masing neurotransmitter terdapat secara terpisah pada beberapa capital. Dalam arti kata yang luas pada pengetahuan neuroscience, ligand (senyawa kimia berupa neurotransmitters, steroids, peptides.) yang berhubungan dengan synapse, jenisnya sekitar 200. Ligand dapat dikeluarkan dari sel immune, dan sel-sel lainnya, termasuk juga nerve cell. Secara garis besar, ligand memberikan effek dalam 2 kategori, yaitu excitation (activation) dan inhibition (menghambat). Misalnya, minum susu akan menyebabkan dikeuarkan neurotransmitter melatonin, yang mengaktifkan tidur. Ini bekerjanya bersamaan dengan serotonin (penyebab depression yang ringan sekali). Bila menkonsumsi coklat yang mengandung coffeine, ini akan mengintervensi (inhibition) proses tidur. Pierce Howard menekankan bahwa nervous system sangatlah kompleks, dan jangan mencoba meremehkan sistem kerjanya. Sebagai kesimpulan (berasal dari peneliti lain, Black, 1991) kompleksitas tsb ditulisnya sebagai berikut (original text):
Kompleksitas ini diumpamakannya seperti "giant equilizer". Penjelasan tentang hal ini secara terperinci dan mendalam terdapat pada bagian yang khusus (Chapter 33, halaman 883). |
| Axon |
| Dendrite |
| Soma |
| Nucleus |
| Axon Terminal |
a. Sel neuron
b. Synapse
| English Summary |
Long time ago, when I still did research work in biochemical laboratory, some how, if we talked about brain or neuroscience, it is part of the sophisticated frontier area. Today, even after 20 years something it is still the research area, in my opinion, a never ending journey of scientific activity. It is very fascinating how does our brain work. Thanks to the progress in research tool, such as biotechnology, genetic engineering and information technology, we now know better about the function of its part. I personally have a very limit of knowledge about it, and it is my desire to understand better about the function of our brain. Reading the book from Pierce J. Howard (PJH), "The Owner Manual for the Brain" it helps me a lot through the easiest way to understand about brain. PJH is talented to use simple language writing such a difficult thing like brain, that I don't feel it is hard to swallow or to understand. There are plenty of up to date references that surely we can further searching the original articles and to study more in detail about specific topic, if we need it. This is the first part of discussing about PJH's book. The purpose of writing about his book is simple to communicate with some readers, who do not have time or chance to get to his book. I am not going to go through the book page by page. Instead of that, I will just pick up the basic part of the book, which will give us proper understanding about brain. In this way I wish it would provide to some reader some knowledge which will be useful for their daily life. These are about brain development, health, nutrition, sleep and so on. Naturally since this web site committed to bring "stress" as its main topic. So any time we will put it in the discussion. Some basic terms in neuroscience, such as dendrite, axon, synapse, neurotransmitter and its active chemical, ligand, are discussed in the article. I mention also, maybe it is a good reference for some people already read book from Daniel Goleman "Emotional Intelligence", that PJH explains in an easy way things like limbic system (He calls it leopard brain), and cerebral cortex (as learning brain). And how RAS, reticular activating system works in our brain. PJH also compares the similarity between brain and computer system, how it organizes. |
 | |  | |  |
 | |  | |  | |  | |  |
| | | | |
| | | | | | | | |
 |
