SISTEM SENSORIS

Kesadaran seseorang akan dunianya ditentukan oleh mekanisme neural yang mengolah informasi yang diterima. Langkah awal pada pengolahan ini adalah transformasi energi stimulus menjadi potensial reseptor lalu menjadi potensial aksi pada serabut saraf. Pola potensial aksi pada serabut saraf tertentu adalah kode yang memberikan informasi mengenai dunia, meskipun seringkali kode yang disampaikan berbeda dari apa yang ingin disampaikan.

Sistem sensori adalah bagian dari sistem saraf yang terdiri dari reseptor sensori yang menerima rangsangan dari lingkungan internal maupun eksternal, jalur neural yang menyalurkan informasi dari reseptor ke otak, dan bagian otak yang terutama bertugas mengolah informasi tersebut.

Informasi yang diolah oleh sistem sensori mungkin dapat menyadarkan kita tentang adanya stimulus, namun bisa juga kita tidak menyadari adanya stimulus tertentu. Tanpa memperhatikan apakah informasi tersebut menggugah kesadaran kita atau tidak, informasi tersebut adalah informasi sensori. Bila informasi tersebut menggugah kesadaran maka dapat pula disebut sebagai sensasi. Pemahaman mengenai sensasi disebut dengan persepsi. Sebagai contoh, merasakan nyeri adalah sensasi, namun kesadaran bahwa gigi saya terasa sakit adalah persepsi.

RESEPTOR                                                                  

          adalah molekul protein dalam sel atau pada permukaan sel suatu zat (seperti hormon, obat, atau antigen ) bisa mengikat, menyebabkan perubahan dalam aktivitas sel.

Ini mungkin untuk menghambat atau memblokir proses biologis dengan menciptakan obat yang mengikat pada reseptor dalam tempat hormon atau antigen. Obat ini disebut reseptor blockers.

Contoh:

Satu kelas umum dari obat tekanan darah, misalnya, dikenal sebagai angiotensin-blocker. Angiotensin adalah hormon yang meningkatkan tekanan darah. Angiotensin-blocking obat mengikat menjadi angiotensin reseptor pada sel, sehingga menghalangi angiotensin dari mengikat reseptor yang sama, yang akan memulai proses menuju elevasi tekanan darah.

Aktivitas neural dimulai pada batas antara sistem saraf dengan dunia luar yaitu melalui reseptor sensori. Karena beberapa reseptor berespon terhadap apa yang terjadi pada lingkungan di dalam tubuh itu sendiri, maka dunia luar di sini juga mencakup perubahan apappun di dalam tubuh yang bisa ditangkap oleh reseptor.

Informasi mengenai dunia luar dan keadaan di dalam tubuh di dapatkan dalam bentuk energi yang berbeda – tekanan, suhu, cahaya, dan lain-lain. Reseptor pada ujung neuron aferen merubah bentuk energi ini menjadi potensial tertentu yang dapat memicu potensial aksi, yang akan menuju ke sistem saraf pusat.

Apapun bentuk energinya, informasi dari dunia luar harus diterjemahkan menjadi potensial aksi. Energi yang mengaktifkan suatu reseptor disebut dengan stimulus. Proses dimana stimulus diubah menjadi respon elektris oleh suatu reseptor dikenal sebagai transduksi.

Terdapat banyak tipe reseptor, yang masing-masing spesifik, sehingga memiliki kekhususan untuk berespon terhadap bentuk energi tertentu saja. Bentuk energi tertentu yang membuat suatu reseptor berespon dengan baik disebut sebagai stimulus yang kuat. Tiap reseptor berespon dengan baik pada setidaknya ambang bawah hingga rentang yang sangat sempit dari energi stimulus.

Umumnya kita menganggap bahwa reseptor hanya berespon terhadap salah satu bentuk energi saja. Sesungguhnya, semua reseptor dapat teraktivasi oleh beberapa bentuk energi jika intensitasnya cukup kuat. Tidak peduli bagaimana suatu reseptor terstimulasi, reseptor manapun akan menimbulkan satu jenis sensasi saja. Konsep ini disebut sebagai doktrin energi saraf yang spesifik.

Kebanyakan reseptor sangat sensitif pada bentuk energi yang spesifik untuk mereka. Contohnya, reseptor olfaktorius dapat berespon meskipun hanya terdapat tiga hingga empat molekul bau di udara, dan reseptor visual dapat berespon pada foton tunggal.

Potensial Reseptor

Proses transduksi pada semua reseptor melibatkan terbuka-tertutupnya saluran ion pada membran reseptor yang menerima informasi dari dunia luar. Saluran ion khusus ini tidak terdapat pada membran akson biasa. Saluran ion memungkinkan adanya perubahan ion di sepanjang membran reseptor, yang kemudian akan merubah potensial membran. Perubahan potensial ini disebut sebagai potensial reseptor, kadang juga disebut potensial generator. Mekanisme yang berbeda bagaimana saluran ion bekerja pada bermacam reseptor sensori akan dibahas lebih lanjut dalam bab ini.

Reseptor membran khusus dimana terjadi perubahan saluran ion tidak menghasilkan potensial aksi. Saat membran yang sensitif berada pada ujung neuron aferen itu sendiri, arus listrik lokal akan menjalar dari membran reseptor sepanjang akson ke daerah dimana ambang bawah membran untuk menghasilkan potensial aksi lebih rendah.

Pada keadaan bila membran yang sensitif berada pada sel yang berbeda, potensial reseptor akan menyebabkan pelepasan neurotransmiter yang akan berdifusi di celah ekstraseluler dan akan berikatan dengan neuron aferen pada suatu sinaps. Kombinasi neurotransmiter dengan reseptor membran-plasma pada neuron aferen menghasilkan potensial bertingkat pada ujung neuron ini, mirip dengan potensial postsinaptik.

Selama neuron aferen terus terdepolarisasi pada ambang bawah, potensial aksi akan terus berlangsung sepanjang neuron aferen. Dengan depolarisasi yang lebih kuat, ambang bawah tercapai dengan lebih cepat dan frekuensi potensial aksi menjadi lebih kuat, hingga batas tertentu.

Faktor yang mengontrol magnitudo potensial resptor mencakup kekuatan stimulus, perubahan kekerapan stimulus, sumasi temporal dari potensial reseptor yang suksesif, serta adaptasi, yaitu penurunan frekuensi potensial aksi meskipun kekuatan stimulus tetap sama.

JALUR NEURAL PADA SISTEM SENSORI

Neuron aferen menjadi mata rantai pertama pada jalur sensori. Jalur sensori tersusun atas sekelompok rantai neuron, tiap mata rantai terdiri atas tiga neuron atau lebih yang saling terhubung melalui sinaps. Mata rantai pada jalur tertentu berjalan paralel pada sistem saraf pusat dan membawa informasi pada bagian otak yang bertanggung jawab pada timbulnya kesadaran akan informasi yang dibawa, yaitu korteks serebri. Jalur sensori disebut jalur asenden karena mereka menuju otak.

Unit Sensori                                                         

Neuron aferen tunggal dengan semua ujung reseptornya menyusun sebuah unit sensori. Pada beberapa kasus neuron aferen hanya memiliki reseptor tunggal, namun umumnya bagian perifer dari neuron aferen terbagi menjadi banyak cabang, masing-masing berujung pada sebuah reseptor.

Bagian tubuh yang, bila distimulasi, memicu aktivitas pada neuron aferen tertentu disebut lapangan reseptif untuk neuron tersebut. Lapangan reseptif untuk neuron aferen yang berdekatan saling tumpang tindih sehingga stimulasi pada satu titik mengaktifkan beberapa unit sensori; hampir tidak pernah ditemukan aktivasi satu unit sensori saja. Derajat tumpang tindihnya bervariasi pada bagian tubuh yang berbeda.

Jalur Asenden

Proses sentral dari sinaps neuron aferen terjadi di otak atau medula spinalis. Proses sentral terbagi pada beberapa, atau banyak, interneuron dan menyatu sehingga proses dari banyak neuron aferen berakhir pada interneuron tunggal. Interneuron dimana neuron aferen bersinaps disebut neuron kedua, dan akan bersinaps dengan neuron ketiga, dan seterusnya, hingga informasi mencapai korteks serebri.

Babarapa jalur hanya membawa satu jenis informasi sensori. Jalur asenden pada medula spinalis dan otak yang membawa satu jenis informasi mengenai stimuli disebut sebagi jalur asenden spesifik. Jalur spesifik, kecuali jalur olfaktorius (yang menuju ke sistem limbik), akan menuju batang otak dan talamus, dan neuron terakhir dari jalur ini akan menuju area yang berlainan di korteks serebri.

Jalur asenden spesifik yang menyampaikan informasi dari reseptor somatik akan menuju korteks somatosensori, bagian korteks yang berada pada lobus parietal otak, tepat di belakang batas lobus frontal dan parietal. Jalur spesifik dari mata akan menuju korteks visual, di lobus oksipital, dan jalur spesifik dari telinga akan menuju korteks auditori di lobus temporal. Jalur spesifik dari papil pengecap akan menuju area kortikal di dekat bagian mukan dari korteks somatosensori.

Berlawanan dengan jalur asenden spesifik, neuron pada jalur asenden nonspesifik teraktivasi oleh beberapa unit sensori yang berbeda-beda sehingga sinyal yang dibawanya hanyalah informasi umum. Neuron dalam jalur ini dapat berespon pada masukan dari beberapa neuron aferen yang diaktifkan oleh stimulus yang berbeda-beda, neuron ini disebut neuron polimodal. Jalur nonspesifik akan menuju formasio retikularis pada batang otak dan bagian dari talamus dan korteks serebri yang tidak terlalu spesifik namun penting untuk mengontrol kesadaran dan keadaan terjaga.

Akhirnya, pemrosesan informasi aferen tidak berakhir pada area penerima kortikal primer namun berlanjut ke area asosiasi dari korteks serebri.

KORTEKS ASOSIASI DAN PENGOLAHAN PERSEPTUAL

Area asosiasi kortikal adalah daerah di otak yang terletak di luar area motorik atau sensori kortikal primer namun memiliki hubungan dengan mereka. Area asosiasi tidak dianggap sebagai bagian jalur sensori namun memiliki peranan menganalisa lebih lanjut informasi yang diterima. Selainitu juga melaksanakan fungsi integratif dan terlibat dalam banyak pola perilaku.

Daerah yang lebih sentral dari korteks asosiasi menerima informasi hanya setelah informasi tersebut telah diolah oleh daerah asosiasi yang berdekatan dengan area penerima primer. Beberapa neuron dari daerah sentral ini menerima masukan mengenai dua atau tiga tipe yang berbeda dari stimuli sensori. Badian korteks asosiasi ini dianggap memiliki fungsi yang lebih kompleks.

Serabut dari neuron di lobus parietal posterior menuju area asosiasi di lobus frontalis yang merupakan bagian dari sistem limbik. Melalui hubungan ini informasi sensori dapat diberi penekanan emosional dan motivasional. Pengolahan perseptual lebih lanjut tidak hanya melibatkan kesadaran, perhatian, pembelajaran, memori, bahasa, dan emosi namun juga membandingkan informasi yang disajikan oleh berbagai jenis sensasi.

Faktor-faktor yang Menyimpangkan Persepsi

1. Informasi aferen disimpangkan oleh mekanisme reseptor, misalnya oleh adaptasi, dan oleh pengolahan informasi sepanjang jalur aferen.

2. Faktor seperti emosi, kepribadian, pengalaman, dan latar belakang sosial dapat mempengaruhi persepsi sehigga dua orang dapat mengalami kejadian yang sama namun memahaminya secara berbeda.

3. Tidak semua informasi yang masuk ke sistem saraf pusat membangkitkan sensasi kesadaran. Sesungguhnya hal ini adalah sangat baik, karena banyak sinyal yang tidak diinginkan dihasilkan oleh sensitivitas berlebihan dari reseptor. Informasi pada beberapa jalur aferen tidak diabaikan begitu saja – namun hanya tidak disadari.

4. Reseptor yang ada tidak mencukupi untuk mendeteksi energi dalam bentuk lain. Misalnya kita tidak dapat langsung mendeteksi radiasi dan gelombang radio.

5. Jaringan saraf yang rusak dapat memberikan persepsi yang salah.

6. Beberapa obat dapat merubah persepsi.

Contoh lain dari persepsi yang menyimpang adalah fenomena aneh yang disebut phantom limb, dimana anggota ekstremitas yang sudah hilang akibat amputasi atau kecelakaan dirasakan seperti masih ada di tempatnya. Hal ini menunjukkan bahwa jaringan saraf sensoris di sistem saraf pusat yang terdapat pada semua orang dan normalnya dipicu oleh aktivasi reseptor, namun pada phantom limb akan teraktivasi tanpa tergantung pada masukan perifer.

Contoh paling dramatis dari perbedaan jelas antara dunia nyata dengan dunia perseptual kita adalah ilusi dan halusinasi, dimana seluruh dunia perseptual bisa diciptakan.

Intinya, untuk dapat menghasilkan persepsi, ketiga proses (mentransduksikan energi stimulus menjadi potensial aksi oleh reseptor, menyampaikan data melalui sistem saraf, dan menerjemahkannya) tidak dapat dipisahkan. Pengolahan bertingkat pada masing-masing sinaps adalah prinsip pengaturan penting dari sistem sensori. Prinsip kedua ialah bahwa informasi diolah melalui jalur yang paralel, yang masing-masing bertanggung jawab dalam aspek tertentu.

Sekarang kita akan membahas bagaimana tipe stimulus tertentu, intensitas, lokasi, dan durasi dikodekan oleh berbagai reseptor dan jalur sensori.

PENGODEAN SENSORI PRIMER

Sistem sensori mengodekan empat aspek dari stimulus: tipe stimulus, intensitas, lokasi, dan durasi.

Tipe stimulus

Istilah lain untuk tipe stimulus adalah modalitas stimulus, modalitas dapat dibagi menjadi submodalitas. Tipe reseptor spesifik yang teraktivasi oleh stimulus memegang peranan penting dalam mengodekan tipe stimulus.

Seperti sudah disampaikan di awal bab ini, tipe reseptor tertentu hanya sensitif pada satu tipe stimulus karena mekanisme transduksi sinyal dan saluran ion yang berada pada membran plasma reseptor.

Semua reseptor dari sebuah neuron aferen sensitif terhadap tipe stimulus yang sama. Unit sensori yang berdekatan mungkin sensitif terhadap tipe stimulus yang berbeda. Karena lapangan reseptif dari tipe reseptor yang berbeda saling tumpang tindih, maka stimulus tunggal dapat memberikan dua atau lebih sensasi yang berbeda.

Intensitas Stimulus

Bagaimana stimulus yang kuat dibedakan dari yang lemah saat kedua stimuli didasarkan pada potensial aksi yang besarnya sama? Salah satu caranya adalah membedakan frekuensi potensial aksi pada serabut saraf aferen tunggal.

Saat kekuatan stimulus meningkat, reseptor pada cabang lain dari neuron aferen yang sama juga ikut berespon. Potensial aksi yang dihasilkan oleh reseptor-reseptor ini akan merambat ke serabut saraf aferen utama dan menyatu disitu.

Stimulus yang lebih kuat umumnya mengenai area yang lebih luas dan mengaktifkan reseptor yang sama pada neuron aferen yang lain. Hal ini disebut rekrutmen.

Lokasi Stimulus

Faktor utama mengodekan lokasi stimulus adalah letak reseptor yang terstimulasi. Ketepatan dimana sebuah stimulus dapat diketahui lokasinya dan dibedakan dari yang lain tergantung pada jumlah masukan neuronal yang menyatu pada jalur asenden yang spesifik. Semakin banyak masukan yang menyatu maka semakin rendahlah ketepatan untuk menentukan lokasinya. Faktor lain adalah luasnya lapangan reseptif dan tumpang tindih dengan reseptor di sekitarnya.

Mudah dimengerti mengapa stimulus pada reseptor yang memiliki lapangan reseptif kecil dapat ditentukan lokasinya dengan lebih tepat daripada neuron dengan lapangan reseptif yang luas, dimana seseorang mungkin hanya tahu bahwa neuron aferen tertentu telah teraktivasi.

Neuron aferen berespon dengan sangat baik pada stimuli yang berada di tengah lapangan reseptif karena kerapatan reseptornya. Jadi sebuah stimulus mengaktifkan lebih banyak reseptor dan menghasilkan lebih banyak potensial aksi jika stimulus tersebut mengenai bagian tengah dari suatu lapangan reseptif.

Karena ujung reseptor pada neuron aferen yang berlainan saling tumpang tindih, maka sebuah stimulus akan memicu aktivitas pada lebih dari satu unit sensori.

Inhibisi Lateral

Yang lebih penting dari menentukan lokasi stimulus adalah sensitivitas yang berbeda dari reseptor pada suatu lapangan reseptif adalah fenomena inhibisi lateral. Pada inhibisi lateral, informasi dari reseptor pada tepi suatu stimulus akan diinhibisi, sedangkan informasi dari pusat stimulus akan diperjelas.