Archive

Archive for February, 2008

SERI : LUAR BIASANYA SISTEM SYARAF MANUSIA

February 27, 2008 20 comments

KEAJAIBAN OTAK

Sekarang ini banyak orang yang terkagum-kagum dengan kecanggihan sebuah mesin bernama komputer yang sanggup melakukan sesuatu yang tidak dapat dilakukan manusia atau menyaksikan kepintaran sebuah robot yang bisa melakukan perintah sesuai dengan yang diperintahkan sang pembuatnya, dan kemudian mereka mengagumi sang pembuat komputer/robot dan memuji betapa hebatnya dia. Namun sayangnya hanya sedikit yang menyadari bahwa dalam diri masing-masing orang terdapat begitu banyak hal yang luar biasa yang seharusnya lebih pantas dikagumi dan selanjutnya tentu saja mengagumi yang membuat hal-hal tersebut begitu luar biasa.Kali ini kita ingin mencoba mempelajari sebuah benda yang lebih luar biasa dari sekedar komputer. Setiap dari kita mempunyai benda tersebut, letaknya di kepala kita.

Mengapa dikatakan luar biasa? Tidak lain karena susunannya begitu rumit dan yang paling penting adalah keberadaannya begitu vital bagi kehidupan kita.Benda tersebut bernama otak. Karena fungsinya yang begitu penting bagi kehidupan manusia maka Allah SWT meletakkannya pada bagian paling atas dari tubuh kita. Otak kita berwarna putih dan diselimuti selaput yang berwarna merah muda. Pertama kali kita lahir ke dunia berat otak kita hanya sekitar 300 gram (sedikit lebih kecil dari berat otak seekor spipanse dewasa yaitu 420 gram).Setelah itu otak kita mengalami perkembangan dengan kecepatan yang mengagumkan. Selama masa perkembangan itu sekitar 250000 neuron (sel syaraf) bertambah setiap menit. Perkembangan ini berlangsung selama beberapa tahun setelah kelahiran, ketika kita usia kita mencapai umur 2 tahun ukuran otak kita sudah mencapai sekitar 80% dari ukuran otak orang dewasa. Perkembangan otak tersebut mencapai puncaknya (tidak berkembang lagi) ketika kita sudah menginjak usia dewasa, pada saat itu berat otak kita rata-rata mencapai sekitar 1,3 – 1,4 kilogram, sedangkan jumlah neuron pada otak orang dewasa adalah sekitar 100 milyar. Perkembangan ini sesuai dengan perkembangan tubuh kita yang sudah tidak mengalami pertambahan tinggi lagi ketika kita mencapai usia tertentu (dewasa).Berat otak tersebut hanyalah sekitar 2% dari rata-rata berat total tubuh kita, sekitar 70 kilogram. Meski berat tersebut jauh dibandingkan dengan berat otak seekor gajah dewasa yang mencapai 6 kilogram, tetapi fungsi dan tugas dari otak manusia lebih rumit dari hewan apapun yang ada di bumi ini. Itulah sebabnya mengapa manusia lebih cerdas dari pada hewan besar meskipun ukuran otaknya lebih kecil.Selama perkembangan tadi, sistem syaraf di dalam otak juga ikut berkembang. Dimulai dari jaringan embrio yang dinamakan ectoderm. Seiring dengan perkembangan sistem syaraf itu, bagian-bagian otak juga mulai membentuk ke arah bentuk yang lebih sempurna.

Untuk memudahkan penggambaran, sebagian ahli mengatakan bahwa otak yang telah terbentuk secara utuh mirip dengan huruf O yang beku (Jell O). Karena otak terdiri dari kumpulan-kumpulan jaringan yang sangat halus dan mudah rusak, maka seperti organ tubuh vital lainnya otak membutuhkan rumah yang bisa melindunginya dari kemungkinan-kemungkian yang bisa membuat jaringan yang ada di dalamnya rusak.Ada beberapa lapis jaringan yang melindungi otak kita. Bagian paling luar adalah kulit. Selanjutnya di bawah kulit tadi ada 8 tulang yang melindungi sekeliling otak: satu tulang depan, dua tulang parietal, dua tulang temporal, satu tulang occipital, satu tulang sphenoid dan satu tulang ethmoid. Depalan tulang ini membentul cranium. 14 tulang lainnya yang terdapat pada muka membentuk tengkorang secara utuh. Dan masih ada 3 tulang kecil pada setiap telinga.

Di bawah tulang tengkorak terdapat sebuah lapisan khusus yang disebut meninges. Dikatakan lapisan khusus karena lapisan ini mempunyai tiga lapisan lagi. Lapisan terluar yang keras dan tebal dan berfungsi mencegah pergerakan otak di dalam tengkorak yang bisa mengakibatkan goresan dan menyebabkan pecahnya selaput darah disebut dura mater atau dura saja. Lapisan yang tengah berbentuk seperti laba-laba oleh karena itu disebut arachnoid (seperti laba-laba: Bhs. Yunani). Sedangkan lapisan yang paling dalam dan berdekatan dengan otak dinamakan pia mater atau pia. Untuk menjaga ‘kelangsungan hidup dan stamina kerjanya’otak membutuhkan makanan berupa nutrisi. Nutrisi tersebut berupa sari pati dari makanan yang kita konsumsi dan oksigen yang dibawa melalui pembuluh darah. Pembuluh darah ini tidak hanya terdapat pada permukaan otak saja tetapi menembus sampai pada lapisan yang paling dalam. Pembuluh darah tersebut memasuki otak melalui lubang pada tengkorak kepala bernama foramina.

Meskipun berat otak hanya 2% dari total tubuh manusia, tetapi mendapatkan pasokan darah sebanyak 15%, hal ini disebabkan karena sel-sel otak akan mati jika pasokan darah yang membawa oksigen tersebut terhenti. Oleh sebab itu otak menjadi prioritas yang paling utama dalam hal pasokan darah. Misalnya: pada suatu saat yang bersamaan organ tubuh lain sama-sama membutuhkan darah, maka tubuh selalu berusaha mendahulukan untuk mempertahankan ketersediaan pasokan darah ke otak. Mengapa? Jika sampai terjadi ‘keterlambatan’ pasokan darah ke otak maka akan menyebabkan kekacauan dalam tubuh manusia. Selain membawa zat-zat yang dibutuhkan oleh otak, darah juga bertugas membersihkan ‘kotoran’ yang ada pada otak agar sang otak selalu bekerja dengan baik tanpa gangguan.

Darah dipasokkan ke seluruh otak melalui 2 pasang pembuluh arteri yaitu: pembuluh arteri carotid dalam – internal carotid arteries – dan pembuluh arteri belakang – vertebral arteries. Pembuluh arteri belakang bagian kanan dan kiri bertemu pada dasar otak dan membentuk sebuah pembuluh basilar. Pembuluh basilar bertemu dengan pasokan darah dari pembuluh ateri carotid dalam pada lingkaran dasar dari otak. Lingkaran dari pembuluh arteri ini dinamakan Lingkaran Willis. Lingkaran Willis ini menciptakan sebuah mekanisme pengaman…. jika suatu saat salah satu dari pembuluh arteri tadi mengalami gangguan maka lingkaran tadi masih bisa menyediakan/memasok darah bagi otak. Kita mungkin sering mendengar tentang serangan otak atau dalam bahasa medis disebut Stroke. Kondisi ini terjadi jika pasokan darah ke otak berhenti dan jika ini berlangsung untuk waktu yang cukup lama maka neouron dalam otak akan mati karena kehabisan oksigen.

Salah satu akibat nyata dari serangan otak ini adalah hilangnya kemampuan bicara seseorang, serangan yang lebih berat lagi bisa menimbulkan kelumpuhan pada anggota badan tertentu dan bahkan kematian.Ada dua penyebab utama dari serang otak: pertama adalah terhambatnya pembuluh darah pada otak atau leher yang disebabkan oleh penggumpalan darah pada otak atau leher, atau penggumpalan dari bagian tubuh yang lain dan kemudian menyumbat pembuluh darah pada otak atau leher, atau juga adanya penyempitan pembuluh arteri pada kepala atau leher. Kedua adalah jika terjadi pembuluh darah yang pecah.Beberapa hal yang bisa menyebabkan serangan otak seperti: tekanan darah tinggi, serangan jantung, kebiasaan merokok dan penyakit diabetes. Adapun tanda-tanda terjadinya serangan otak adalah: merasa lemah dan mati rasa pada wajah, lengan atau kaki pada salah satu bagian dari tubuh. Atau tiba-tiba tidak dapat melihat pada salah satu mata. Selain itu juga kesulitan berbicara atau kesulitan dalam memahami pembicaraan. Atau juga serangan sakit kepala secara tiba-tiba tanpa diketahui penyebabnya. Bisa juga pusing yang tidak beralasan, tidak mampu berdiri atau tiba-tiba terjatuh khususnya jika dibarengi dengan salah satu tanda yang telah disebutkan.

Keajaiban lain dari otak adalah dia mempunyai sistem pertahanan yang melindungi otak dari ‘penyusupan’ benda-benda asing yang terbawa saat mengangkut makanan. Sistem pertahanan itu disebut Penghambat Darah Otak atau Blood-Brain-Barrier (BBB). Selain mengawasi benda-benda asing yang mencoba menyusup, dia juga bertugas melindungi otak dari hormon-hormon dan neurotransmitter pada seluruh wilayah tubuh. Sedangkan tugas yang sangat penting lainnya adalah menjaga ‘lingkungan’ otak agar selalu pada kondisi yang tetap (tidak berubah-ubah). Tetapi sistem penjagaan ini (BBB) bersifat semi-bocor, artinya dia mengijinkan beberapa benda masuk ke otak, tetapi menahan yang lainnya. Hampir semua bagian dari tubuh mempunyai bagian terkecil dari pembuluh darah yang disebut kapiler (caplliaries) terhubung dengan sel endothelial. Diantara sel-sel dalam jaringan endothelial ini mempunyai rongga sehingga bisa dilewati oleh zat-zat kimiawi (substrance) di antara bagian luar dan dalam dari pembuluh darah. Akan tetapi pada otak, sel-sel endothelial saling tertutup rapat sehingga tidak memungkinkan sesuatu masuk dalam aliran darah. Sedangkan untuk beberapa molekul, seperti glukosa didistribusikan melalui darah menuju otak dengan cara yang khusus. Molekul-molekul yang besar tidak dengan mudah memasuki otak melalui BBB.

Selain itu molekul dari lemak rendah (lipid) yang bisa diserap juga tidak bisa menembus otak, tetapi molekul lipid yang bisa diserap seperti yang terdapat pada obat-obatan yang bisa membuat orang lemas atau tertidur dapat dengan mudah menembus otak. Sedangkan molekul yang mempunyai muatan listrik yang tinggi akan diperlambat .Akan tetapi sistem pertahanan tersebut dapat didobrak oleh beberapa hal seperti; hipertensi (tekanan darah tinggi), adanya sebuah konsentrasi tinggi dari sebuah substansi pada darah, terkena radiasi, infeksi dan gelombang mikro. Otak manusia terdiri dari banyak bagian, yang mana setiap bagian mempunyai tugasnya masing-masing. Berikut ini kita coba melihat beberapa bagian dari otak dan fungsinya. Yang pertama adalah Cerebral Cortex, kata cortex berasal dari bahasa Latin yang berarti kulit kayu. Hal ini disebabkan karena cortex terbuat dari selembar jaringan yang berfungsi sebagai pelindung bagian luar dari otak. Ketebalan dari cerebal cortex berkisar antara 2 s/d 6 mm. Sedangkan lebar total permukaannya sekitar 2500 cm2 , kira-kira sebesar bantal untuk tidur.Bagian kanan dan kiri dari cerebral cortex dihubungkan oleh sebuah pita tebal dari urat syaraf dinamakan corpus callosum. Pada jenis mamalia tingkat tinggi seperti manusia cerebral cortex terlihat seperti benjolan dan berlekuk-lekuk. Benjolan yang ada pada cortex dinamakan gyrus dan lekukannya dinamakan sulcus. Cerebral cortex mempunyai sebelas bagian yang masing-masing mempunyai fungsi yang sangat vital. Misalnya, Prefrontal Cortex; sebagai pengatur emosi, pemecah masalah dan untuk berfikir yang rumit. Motor Association, adalah pengkoordinir dari gerakan-gerakan yang rumit atau kompleks. Sedangkan Primary Motor, bertugas mengotrol gerakan-gerakan yang disengaja. Sensory Association Area, mempunyai tugas mengolah semua informasi dari panca indra yang tersebar pada seluruh bagian tubuh manusia seperti pada wajah dan kulit.

Sedangkan fungsi bagian lainnya secara ringkas adalah: mengolah dan memproduksi bahasa, sebagai tempat pertimbangan yang menggunakan akal sehat, memberikan tanggapan atas sesuatu, pendeteksi rangsangan visual yang sederhana, memproses informasi audio yang rumit serta pendeteksi kualitas suara (tingkat kekerasannya, intonasi, dan sebagainya)Bagian berikutnya adalah cerebellum dalam bahasa Latin berarti “otak kecil”, letaknya adalah dibagian belakang batang otak. Pada beberapa hal cerebellum seperti cerebral cortex: cerebellum dibagi menjadi dua hemispheres dan mempunyai cortex yang mengelilinginya (hemispheres), atau dalam bahasa yang lebih umum kita sering mendengar istilah otak kanan dan otak kiri. Fungsi dari otak kiri adalah mengatur dan mengendalikan bagian dan organ tubuh yang ada di kanan dan fusngi otak kanan adalah sebaliknya. Adapun fungsi umum dari bagian ini adalah: mengatur gerakan, keseimbangan dan sikap.Selanjutnya, batang otak –Brain Stem– adalah istilah umum untuk daerah pada otak yang terletak antara thalamus dan yang terjadi dengan otak kanan – spinal cord. Susunan dalam batang otak terdiri dari medulla, pons, tectum, formasi reticular dan tegmentum. Beberapa dari daerah otak ini bertugas mengontrol sebagian besar dari fungsi dasar kehidupan seperti bernapas, detak jantung dan tekanan darah.Hypothalamus terdiri dari beberapa bagian yang berbeda dan terletak pada bagian dasar dari otak. Ukurannya hanya sebesar kacang polong (kira-kira 1/300 dari berat total otak), tetapi mempunyai tugas yang sangat penting dalam mengatur kegiatan utama yang dilakukan oleh tubuh. Salah satu hal penting yang menjadi tanggung jawabnya adalah mengontrol mengontrol suhu tubuh. Hypothalamus berfungsi seperti sebuah “thermostat” yaitu dengan cara memantau perubahan suhu tubuh dan kemudian mengirim sinyal untuk menyesuaikan temperatur sesuai yang dikehendaki oleh tubuh. Misalnya, jika kita merasa terlalu panas, hypothalamus akan merasakan hal ini dan kemudian mengirim sinyal untuk memperbesar pembuluh kapiler pada kulit kita. Hal ini akan menyebabkan darah menjadi dingin lebih cepat. Hypothalamus juga mengontrol kelenjar bawah otak –pituitary.

Fungsi lainnya adalah mengelola emosi, rasa lapar dan rasa haus.Thalamus menerima informasi dari panca indra dan memancarkan informasi ini ke cerebral cortex. Cerebral cortex juga mengirim informasi ke thalamus dan kemudian menyebarkan informasi ini ke bagian yang lain dari otak dan simpul tulang belakang cord. Fungsi lain dari thalamus adalah menjaga dan mengatur keselarasan panca indra dan keselerasan gerakan. Masih banyak lagi hal-hal yang luar biasa yang bisa kita dapatkan ketika kita mempelajari lebih jauh lagi tentang otak. Meskipun saat ini sudah ribuan buku dan jurnal sertal artikel yang telah ditulis berdasarkan hasil ribuan penelitian panjang memakan waktu bertahun-tahun tentang otak dan bahkan telah mengatarkan ratusan bahkan ribuan orang untuk memperoleh gelar doktor dalam bidang ilmu otak, neuroscience. Sebagai informasi tambahan menurut data dari PubMed, mulai tahun 1996 sampai dengan tahun 2000 saja, setiap tahun rata-rata dibuat sekitar 30.000 laporan penelitian dan karya ilmiah tentang otak. Tetapi ribuan ilmuwan tersebut masih mengatakan: “There is more we do NOT know about the brain, than what we do know about the brain.” (Masih banyak yang TIDAK kita ketahui tentang otak, dari pada yang telah kita ketahui tentangnya).Maha Suci dan Maha Luas Ilmu Allah yang telah menciptakan ‘seonggok benda’ bernama otak yang begitu rumit dan sempurna. Maha Benar Dia dengan firman-Nya yang berbunyi: “Katakanlah: ‘Kalau sekiranya lautan menjadi tinta untuk (menulis) kalimat-kalimat Tuhanku, sungguh habislah lautan itu sebelum habis (ditulis) kalimat-kalimat Tuhanku, meskipun Kami datangkan tambahan sebanyak itu (pula)’” (Al Kahfi: 109).Sumber: http://hmcahyo.wordpress.com

 

Advertisements
Categories: IPTEK & IMTAQ

Seri : Luar Biasanya Sistem Respirasi Manusia

February 11, 2008 8 comments

Keajaiban Pada Hidung

Dalam keseharian, kita temukan diri kita dikelilingi ribuan aneka rasa dan aroma yang menambah keindahan yang tak terkira dalam hidup kita. Bayangkanlah keharuman semerbak bunga, bau segar tanah yang terbasahi air hujan, bau wangi orang-orang yang kita cintai, serta rasa khas setiap makanan yang kita nikmati. Kini marilah kita berpikir untuk sesaat, akan seperti apa jika semua rasa dan bau tersebut sirna, atau tak pernah ada. Bahkan membayangkan ketiadaan semua itu untuk sesaat saja sudah cukup membuat kita mengakui betapa berharganya nikmat rasa dan bau tersebut bagi kita. Yang menyediakan segala kenikmatan ini adalah Allah, Pencipta semua makhluk hidup.Meskipun rasa dan bau terdapat dalam ragam dan jumlah yang berlimpah, kita mampu membedakannya dengan mudah satu sama lain. Ini hanya mungkin jika Tuhan mencipta seluruh aneka kenikmatan ini beserta perangkat yang memungkinkan kita mengenali perbedaannya masing-masing. Perangkat pengindera rasa dan bau ini bekerja dengan sempurna sepanjang hidup kita.

Tidak Hanya Untuk Mencium Bau

Apa yang kita sebut ‘bau’ sebenarnya adalah butiran-butiran kecil zat kimia bernama molekul yang menguap dari benda-benda. Misalnya, apa yang kita cerna sebagai aroma kopi bubuk segar sebenarnya adalah molekul dari kopi itu sendiri yang menguap dan tersebar di udara. Jadi, kuatnya bau sebanding dengan kuatnya tingkat penguapan molekul tersebut. Roti yang baru saja dikeluarkan dari kotak pemanggang (oven) mengeluarkan aroma lebih kuat daripada yang telah lama berada di luar. Ini karena molekul-molekul roti beterbangan sangat bebas di udara akibat panas pemanggangan. Molekul-molekul ini dapat meliputi wilayah yang sangat luas ketika teruapkan. Banyak molekul mempunyai bau, tetapi air bersih tidak berbau. Sifat air yang tak berbau ini merupakan nikmat besar bagi kita, karena ini mencegah timbulnya banyak masalah. Misalnya, sekuntum mawar yang tak terbasahi air dengan mawar yang basah, beraroma persis sama. Yang membedakan satu bau dengan yang lainnya adalah perbedaan susunan molekulnya. Perbedaan ini teramat tipis sehingga perubahan satu atom karbon saja pada sebuah molekul aroma dapat mengubah aroma sedap menjadi busuk. Aroma aneka makanan adalah hasil dari susunan khas pada ikatan antar-atom yang membentuk molekul aroma. Setiap molekul dirancang untuk tugas tertentu. Ini mengisyaratkan bahwa rancangan hebat ini pastilah diciptakan oleh Allah.

Mengenali 10.000 jenis bau

Setiap kali kita bernapas, udara yang tersusun atas campuran triliunan molekul gas mengalir ke dalam hidung kita. Di dalam campuran udara ini, terkandung pula molekul-molekul bau yang teramat kecil. Sebagian udara yang memasuki hidung kita dialirkan menuju sel-sel syaraf penerima bau oleh tulang hidung. Dengan cara inilah molekul-molekul bau mencapai sel-sel syaraf penerima bau pada bagian atas hidung. Sel-sel syaraf penerima di bagian ini lalu mengirimkan pesan yang mereka terima dari molekul bau ke otak. Pusat penciuman di otak selanjutnya mengumpulkan pesan-pesan dari beragam sel syaraf penerima dan memeriksa serta menafsirkannya secepat kilat. Inilah yang kemudian memunculkan apa yang kita rasakan sebagai “bau.”

Singkatnya, hidung bekerja bagaikan laboratorium analisa kimia. Hidung teramat peka sehingga mampu mengenali hingga 10.000 bau yang berbeda. Yang sungguh menarik adalah kecepatan menakjubkan dari semua proses ini. Antara saat molekul kopi memasuki hidung kita hingga kita mengenali baunya hanya memerlukan waktu kurang dari sedetik.Jelas bahwa sistem sempurna ini tak mungkin dihasilkan oleh serangkaian peristiwa alamiah biasa tanpa penciptaan sengaja, sebagaimana pernyataan kaum evolusionis. Sebagaimana seluruh sistem lain dalam tubuh manusia, indera penciuman juga merupakan rancangan yang teramat kompleks. Inilah kehebatan Allah dalam mencipta.

Mengoleksi aneka jenis bau

Ketika pertama kali kita memasuki rumah makan, kita akan segera mengenali aroma aneka hidangan dari piring-piring di sekitar kita maupun dari ruang masak. Namun setelah sesaat saja, kita secara sadar berhenti merasakan atau mencium aroma-aroma ini. Ini terjadi berkat mekanisme yang disebut adaptasi. Dengan sistem ini, bau yang kita cium sepanjang waktu tidak mengusik atau mengganggu kita. Sebaliknya, kita dapat mengenali bau berbeda yang lain dengan lebih mudah.“Pengingatan bau” adalah sisi ajaib lain dari proses penciuman. Setiap bau yang pernah kita kenali disimpan dalam arsip di dalam otak kita menggunakan perangkat penyandian khusus. Jadi, kapan pun kita mencium bau lain, otak kita memeriksa dan membandingkannya dengan yang tersimpan di dalam arsip. Jika bau tersebut baru bagi kita dan tidak terdapat dalam ingatan, maka kita mencoba mengenalinya dengan membandingkan dengan bau lain yang lebih kita kenal. Menariknya, informasi penciuman jauh lebih tahan lama di dalam otak kita daripada informasi penglihatan atau pendengaran. Mencium sekilas aroma tertentu seringkali membangkitkan berbagai ingatan yang saling terkait.

Hanya 5% saja untuk mencium

Ketika mendengar kata “hidung”, secara alamiah kita akan berpikir tentang indera penciuman. Namun, penelitian menunjukkan bahwa sebenarnya hanya 5% dari hidung kita yang digunakan untuk mencium bau. Sisanya 95% melakukan dua tugas penting dari sistem pernapasan. Tugas pertama adalah menghangatkan dan melembabkan udara yang kita hirup setiap detik. Lapisan lendir yang menutupi bagian dalam hidung melembabkan udara dengan melepaskan uap air. Pembuluh kapiler yang terletak persis di bawah lapisan lendir ini membantu menghangatkan udara yang melalui saluran ini. Dengan cara ini, udara menjadi sesuai untuk paru-paru kita yang peka. Perangkat ini bekerja bagaikan alat pengatur udara sangat canggih yang mengatur suhu dan kelembaban udara.Tugas kedua dari hidung adalah menjadi “penjaga gerbang” menghadapi kuman dan butiran debu yang terbawa oleh udara yang kita hirup. Butiran yang bisa membahayakan ini terperangkap oleh lapisan lendir dan kemudian oleh silia, organ yang mirip rambut. Lalu lendir yang dipenuhi bahan-bahan berbahaya ini didorong oleh silia ke arah tenggorokan. Kemudian, lendir ini dikeluarkan dari tubuh melalui batuk, atau, jika tidak, akan tertelan dan dihancurkan oleh asam di dalam lambung. Lapisan lendir, sel-sel penghasil lendir, dan silia bekerja layaknya sebuah pusat pembersihan kimiawi yang dibangun di dalam hidung kita.Sampai di sini, Anda dapat memahami dengan jelas bahwa sistem di dalam hidung kita ini merupakan contoh rancang-bangun tanpa banding yang juga menjadi bukti lain ciptaan Allah yang sempurna.

 

Categories: IPTEK & IMTAQ