SENSASI DAN PERSEPSI

SENSASI DAN PERSEPSI
Menurut anda gambar apakah ini?
●
Jika menurut anda bahwa gambar yang anda lihat hanyalah
gambar dari beberapa bentuk tak bermakna berwarna hitam
dengan latar belakang biru, artinya anda telah
mengembangkan SENSASI.
●
Dapatkah anda memahami bahwa gambar tersebut
merupakan bagian dari gambar seseorang yang sedang
menunggang kuda? Jika anda dapat melihatnya maka anda
telah memaknai adanya PERSEPSI.
●
SENSASI adalah :
1. berbagai macam bentuk data yang diterima oleh organ
atau sel-sel reseptor yang selanjutnya dapat menjadi
bahan informasi untuk diolah kembali
atau
2. merupakan suatu bentuk potensial aksi yang merambat
pada axon di sistem saraf perifer dan selanjutnya akan
diintegrasikan lebih lanjut saat mencapai sistem saraf
pusat (CNS)
●
PERSEPSI adalah :
1. merupakan suatu proses interpretasi atas informasi yang
diperoleh dari organ atau sel-sel reseptor sensoris yang
disebabkan olah adanya informasi atau pengalaman baru
atau
2. kesadaran akan adanya stimuli yang diterima oleh organ
atau sel-sel reseptor sensoris sehingga mampu
mempengaruhi CNS untuk mengintegrasikan dan
mengolah informasi baru
●
Reseptor sensoris merupakan sel saraf yang
terspelialisasi untuk mendeteksi adanya stimuli.
- Eksteroreseptor mampu mendeteksi stimuli yang
berasal dari lingkungan luar tubuh (e.g. cahaya,
senyawa kimia, gelombang elektromagnetik, energi
mekanik).
- Interoreseptor mampu mendeteksi stimuli yang
berasal dari lingkungan dalam tubuh (e.g. perubahan
tekanan darah / glukosa darah, keseimbangan/posisi
tubuh).
●
Apa yang dimaksud dengan sel reseptor mendeteksi
sebuah stimulus? Deteksi stimulus artinya suatu sel
reseptor mampu mengubah sebuah stimulus menjadi
sinyal elektris. Perubahan tsb dinamakan penghantaran
sensoris (‘sensory transduction’) yang terjadi akibat
perubahan energi potensial pada membran sel
reseptor.
●
Perubahan potensial yang meningkat yang terjadi pada
membran sel reseptor disebut potensial reseptor.
Semakin kuat stimulus yang diterima, semakin besar
potensial reseptornya.
(a) KEMORESEPTOR DAN PERSEPSI
► Pada Hewan Invertebrata
●
Sensasi dan Persepsi mengenai rasa dan bau bergantung pada
kemoreseptor yang dapat mendeteksi senyawa kimia spesifik
dalam lingkungan.
●
Pada hewan darat (‘terrestrial’) deteksi rasa hadir dalam
bentuk larutan senyawa kimia, sedangkan deteksi bau
berasal dari senyawa kimia di udara.
●
Reseptor rasa pada serangga berupa rambut sensoris
(‘sensory hairs’) atau sensillae yang terdapat di kaki dan
mulut. Serangga menggunakan sensillae saat memilih
makanan.
Sebuah sensillae terdiri dari 4 sel kemoreseptor, yang setiap
sel responsiv terhadap stimuli senyawa kimia yang khas (e.g.
garam/ gula).
Saat stimuli terdeteksi, sensasi yang berasal dari beberapa
kemoreseptor yang tiba di CNS akan diolah dan
diintegrasikan sehingga serangga dapat membedakan
berbagai macam rasa (Gbr 2).
Serangga juga dapat mendeteksi bau berupa senyawa
kimiawi yang beredar di udara melalui sensillae olfaktori
yang terdapat di antenna.
Gambar 2. (a) Mekanisme sensori sensillae (‘sensory hairs’) pada lalat
(b) Setiap sel kemoreseptor bersifat sensitive terhadap senyawa spesifik
► Pada Hewan Vertebrata
●
Pada hewan vertebrata (mamalia), sensasi dari rasa diterima
oleh sel-sel reseptor papila pengecap (‘taste buds’) yang
banyak terdapat di lidah. Penghantaran sensoris sel reseptor
papila pengecap mampu mendeteksi molekul-molekul gula
(Gbr 3)
1. molekul-molekul gula yang memasuki rongga mulut akan
bersentuhan mengenai papila pengecap di lidah
2. molekul protein spesifik dari gula akan berikatan dengan sel
reseptor papila pengecap yang terdapat di membran sel
yang mengakibatkan perubahan permeabilitas membran sel.
Perubahan tsb disebabkan oleh adanya perubahan muatan
pada membrane sel reseptor yang mempengaruhi bukaan
kanal ion-ion sodium - potassium.
3. ion yang bermuatan positif (berasal dari cairan
ekstraseluler) akan masuk ke dalam sel dan mengubah
muatan pada membran sel sehingga terjadi perubahan
potensial pada membran sel (disebut potensial reseptor).
Sensitivitas potensial reseptor bergantung pada kuat
lemahnya stimulus. Stimulus yang semakin kuat akan
mempengaruhi aktivitas potensial reseptor yang semakin
besar. Saat sel reseptor mengubah stimulus menuju
potensial reseptor akan menghasilkan sinyal listrik menuju
CNS.
4. sinyal listrik yang melalui axon akan diubah menjadi sinyal
kimia saat mencapai ujung axon dengan melepaskan
neurotransmiter pada celah sinaps.
5. reseptor sensoris mensekresi neurotransmiter secara konstan
pada kecepatan tertentu sehingga mampu memicu potensial
aksi. Bila reseptor sensoris tidak mendeteksi adanya
molekul gula maka potensial aksi rendah; bila molekul gula
terdeteksi oleh reseptor sensoris maka potensial aksi tinggi.
6. Bagaimana sel reseptor mendeteksi dan melakukan
komunikasi mengenai informasi yang berbeda dari rasa asin
atau manis?
7. Pada Gbr 4 terlihat bahwa CNS dapat memilah dan
mengintegrasikan informasi melalui interneuron apabila
reseptor sensoris pada papila pengecap yang spesifik
terhadap molekul gula responsiv terhadap rasa manis;
begitu pula sebaliknya pada papila pengecap yang spesifik
terhadap molekul garam akan sensitiv terhadap rasa asin.
8. Oleh karena itu CNS dapat membedakan informasi berbagai
tipe stimulus dari interneuron dan mampu menginterpretasi
data berupa intensitas stimulus (besarnya kecepatan
potensial aksi) yang diterima dari reseptor sensoris.
Gambar 3. Penghantaran sensoris sel reseptor papila pengecap mampu
mendeteksi molekul-molekul gula
Gambar 4. Potensial aksi dari sensasi beberapa rasa
(b) PHOTORESEPTOR DAN PERSEPSI
●
Cahaya yang terlihat oleh reseptor sensoris merupakan
bagian dari spektrum energi elektromagnetik. Panjang
gelombang cahaya berkisar antara 10-14 – 108 nanometer dan
tidak ada satupun hewan yang mampu memiliki kisaran
tersebut.
●
Panjang gelombang terpendek (e.g. sinar x dan sinar γ) serta
panjang gelombang terpanjang (e.g. gelombang radio) tidak
dapat dideteksi/dilihat oleh hewan (Gbr 5).
Gambar 5. Panjang gelombang pendek dan panjang
●
Photoreseptor memiliki pigmen (photopigmen) yang dapat
menyerap panjang gelombang cahaya. Saat cahaya diabsorbsi,
molekul-molekul pigmen secara temporer akan berubah dan
mampu meningkatkan potensial reseptor. Jumlah pigmen
visual (photopigmen) berbeda antara satu spesies dengan
spesies lainnya dan setiap photopigmen menyerap panjang
gelombang yang berbeda.
► Pada Hewan Invertebrata
●
Hewan invertebrata tidak dapat melihat jika tidak dapat
menyerap cahaya. Contoh: serangga nokturnal tidak dapat
melihat cahaya kuning atau merah. Serangga nokturnal yang
tidak dapat melihat cahaya merah mampu menerangi
(iluminasi) habitatnya dengan cahaya putih pada malam hari,
yang di siang hari akan terlihat berwarna merah.
●
Beberapa hewan invertebrata memiliki mata yang tidak dapat
membentuk image, dan hanya berfungsi untuk mendeteksi
cahaya (contoh : Euglena dan Planaria).
●
Serangga melihat image melalui gabungan mata (ommatidia).
Setiap ommatidium merupakan sebuah tabung yang dilengkapi
dengan lensa pada bagian luar dan mampu memfokuskan
cahaya pada sel-sel photoreseptor (sel-sel retinula) di dalam
tabung yang mengandung photopigmen. Axon dari setiap sel
retinula akan melalui dasar mata dan membentuk sinaps
dengan CNS.
●
Saat sel retinula dirangsang oleh cahaya, maka potensial
reseptor yang mengalami depolarisasi akan menghantarkan
potensial aksi melalui axon menuju lobus optikus dalam CNS.
●
Ommatidia tidak dapat bergerak mengikuti image, oleh karena
itu serangga akan menunggu obyek hingga obyek tsb bergerak
mendekati sudut pandangnya. Permukaan cembung ommatidia
mampu memiliki sudut pandang yang sangat luas hingga 1800
(Gbr 6).
Gambar 6. Mata facet insekta dan mekanisme pembentukkan ‘image
► Pada Hewan Vertebrata
●
Pada mamalia, mata adalah organ reseptor sensoris sangat
sensitiv yang memiliki sebuah lensa, mampu mendeteksi
berbagai macam warna, membentuk image dari jarak yang
jauh dan merespons cepat energi cahaya.
●
Mata mamalia berbentuk bola yang dilindungi oleh lapisan
pelindung (sclera). Pada bagian depan sclera berisi cairan
transparan (disebut cornea) yang memungkinkan cahaya
menembusnya (Gbr 7)
Gambar 7. Mata manusia
●
Sclera terdiri dari lapisan berpigmen (choroid). Di bagian
depan choroid membentuk iris yang akan memberi warna
pada mata
●
Otot pada iris dapat mengatur ukuran bukaan iris (pupil).
Cahaya yang masuk melalui pupil akan menuju lensa yang
posisinya terikat oleh ligamen
●
Lensa akan memfokuskan cahaya menuju retina (berfungsi
sebagai photoreceptor) dan akan meneruskan potensial aksi
melalui axon menuju pusat optik di CNS. Sel-sel
photoreseptor terkonsentrasi di tengah retina (fovea). Bagian
pada mata yang tidak mengandung photoreseptor dan tidak
dapat mendeteksi cahaya disebut bintik buta (‘blind spot’).
●
Photoreseptor (retina) pada hewan vertebrata terdiri dari sel
batang (rod) dan sel kerucut (cone) yang sensitiv terhadap
spektrum cahaya. Sel batang memiliki photopigmen
rhodopsin; sel kerucut memiliki photopigmen photopsins.
●
Sel kerucut sensitiv terhadap spektrum warna, sedangkan sel
batang sensitiv terhadap intensitas warna. Retina terdiri dari 3
lapisan: (1) lapisan photoreseptiv (terdiri dari sel batang dan
sel kerucut), (2) lapisan sel bipolar dan (3) lapisan ganglion.
●
Saat cahaya mengenai photopigmen, kanal ion akan terbuka
pada membran sel photoreseptor dan mengaktivasi potensial
reseptor. Sel batang dan sel kerucut membentuk sinaps
dengan sel bipolar dan selanjutnya dengan ganglion yang
akhirnya menuju pusat optik di CNS.
●
Banyak jenis hewan (insekta, ikan, reptilia, burung, dan
mamalia) mampu mendiskriminasi cahaya dengan panjang
gelombang yang berbeda (mampu melihat warna; ‘colour
vision’).
●
‘Colour vision’ dihasilkan saat sekurang-kurangnya 2 tipe
photoreseptor merespons sebuah panjang gelombang cahaya.
Hasil dari beberapa tipe reseptor berbanding lurus dengan
beberapa panjang gelombang cahaya, oleh karena itu sistem
saraf akan menginterpretasi keluaran cahaya sebagai warna
yang khusus.
●
Pada beberapa hewan sel kerucut memiliki beberapa pigmen,
tetapi pada beberapa hewan lain ‘colour vision’ dihasilkan
dari butiran minyak (‘oil droplets’) yang mampu menyaring
atau meningkatkan beberapa panjang gelombang cahaya
sebelum mencapai pigmen.
●
Pada burung dan reptilia, cahaya yang menyentuh pigmen
pada sel kerucut harus melalui butiran minyak yang mampu
menyaring beberapa panjang gelombang cahaya (Gbr 8).
●
Walaupun semua sel kerucut mengandung pigmen yang
sama, namun jika reseptor yang berbeda memiliki butiran
minyak yang berbeda maka panjang gelombang yang berbeda
yang akan diterima oleh pigmen dan menyebabkan hasil yang
dikeluarkan oleh photoreceptor berbeda pula.
●
Sebagai contoh pada burung merpati, semua sel kerucut
memiliki pigmen yang sama, namun setiap sel kerucut
memiliki 3 warna butiran minyak. Saat spektrum cahaya
melalui butiran minyak dan menyentuh pigmen, maka
respons warna yang dihasilkanpun akan berbeda.
Gambar 8. Pigmen pada sel kerucut harus melalui butiran minyak
yang mampu menyaring beberapa panjang gelombang
cahaya
(c)
MEKANORESEPTOR DAN PERSEPSI
► Pada Hewan Invertebrata
●
Hewan jangkrik (Teleogryllus oceanicus) memiliki kemampuan
untuk mendeteksi suara ultrasonik; kemampuannya tsb dapat
difungsikan untuk menghindarkan diri predatornya yaitu hewan
kelelawar.
●
Proses sensori dimulai saat reseptor sensoris pada organ
pendengaran jangkrik (terletak di kaki depan) dirangsang oleh
beberapa suara ultrasonik. Frekuensi gelombang suara tinggi
(40-50 kHz) mampu dihantarkan melalui axon hingga mencapai
CNS.
●
Sebuah sel interneuron int-1 berperan penting dalam proses
persepsi suara ultrasonik tsb. Sel-sel int-1 akan tereksitasi
dengan kuat saat organ pendengaran jangkrik distimulasi
dengan suara ultrasonik yang berada pada kisaran 40-50 kHz
dan mampu mengarahkan hewan untuk menjauhi suara
ultrasonik yang mendekat.
●
Hewan jangkrik memiliki 4 buah sayap, namun hanya 2 buah
sayap belakang yang memberi kekuatan terbang pada serangga
tsb. Kepakan pada salah satu sayap belakang akan melemahkan
kemampuan terbang hewan jika diberi rangsang suara
ultrasonik.
●
Jika kepakan sayap belakang berlawanan arah dengan sumber
suara ultrasonik (yang mampu melemahkan kemampuan
terbang), maka hewan akan berbelok dan menjauhi sumber
suara.
Gambar 8. Kemampuan hewan jangkrik (Teleogryllus oceanicus) untuk
mendeteksi suara ultrasonik
●
Jika pada kedua sayap belakang didedahkan suara ultrasonic,
sayap mampu mengepak dengan kekuatan penuh dan kaki
belakang jangkrik dapat berfungsi sebagai rem sehingga mampu
berbelok arah setelah 100 ms
●
Pada suatu percobaan dilakukan pelepasan kaki belakang
jangkrik dari tubuhnya, maka jangkrik baru dapat berbelok arah
jika didedahkan pada suara ultrasonik setelah 140 ms (Gbr 9)
●
Hal ini menunjukkan sistem deteksi suara ultrasonik melibatkan
saraf pusat dalam mengaktivasi neuron motorik untuk
berkontraksi secara normal saat jangkrik terbang dengan
kekuatan penuh
Gambar 9. Pembelokkan arah terbang saat kaki jankrik dilepas
► Pada Hewan Vertebrata
●
Burung hantu adalah hewan predator yang aktif di malam hari,
mampu mendeteksi dan menangkap mangsa pada keadaan gelap
total. Hewan tsb juga mampu menentukan arah dari gerakan
mangsa.
●
Burung tsb sangat sensitiv terhadap arah datangnya suara dan
ketinggian suara yang tiba pada saat berbeda di kedua buah
telinganya, kondisi tsb membantunya untuk menentukan
azimuth (arah dataran horizontal) datangnya suara.
●
Telinga kanan burung hantu lebih tinggi sedikit dan sensitiv
terhadap suara berfrekuensi tinggi (3 – kHz) bila dibandingkan
dengan telinga kiri. Saat sumber suara berfrekuensi rendah tiba
di sebelah bawah, maka akan terdengar keras pada bagian
telinga kiri, sedangkan suara frekuensi tinggi yang tiba di
sebelah atas akan terdengar keras pada telinga kanan. Informasi
tsb memberikan posisi yang akurat mengenai ketinggian sumber
suara (Gbr 10).
Gambar 10. Sensitivitas dan akurasi sensoris burung hantu terhadap
keberadaan mangsa