Synapsis

Synapsis
Buletin Masyarakat Neurosains Indonesia
Para suhu, bapak-bapak dan saudara-saudara anggota Masyarakat Neurosains Indonesia Yth.,
Pada saat pendirian Perhimpunan Neurosains Indonesia (PNSI) di Jakarta pada 10 Oktober 2004 (yang ternyata
tidak beraktivitas, dan sekarang mungkin dapat dianggap sebagai Cabang MNI Jakarta?), saya ditugasi oleh Profesor
Soemarmo Markam untuk membuat buletin dengan nama Synapsis,. Waktu itu belum sempat saya kerjakan. Bila para suhu
dan saudara-saudara sekalian setuju, saat ini saya munculkan Synapsis sebagai bulletin MNI. Untuk sementara, redaksi saya
kerjakan. Dan sebagai terbitan pertama, saya isi dengan karangan saya berjudul: Fungsi serebelum dan basal ganglia dalam
mengatur gerakan tubuh. Tentunya diharapkan buletin ini dapat berlangsung terus. Maka diharapkan peran serta para suhu
dan saudara-saudara untuk mengisinya. Ini pun bila para suhu dan saudara-saudara setuju untuk dilanjutkannya buletin ini.
Untuk yang akan datang, mungkin dapat dimuat Anggaran Dasar yang telah disahkan oleh Notaris seperti telah
diperkenalkan Bapak Ketua Profesor Soehartono Taat Putra. Demikiam salam pembukaan saya. V. Sutarmo Setiadji
Fungsi serebelum dan basal ganglia dalam mengatur gerakan tubuh
V. Sutarmo Setiadji
Gerakan tubuh yang disadari sepenuhnya mengikuti kemauan otak. Semua gerakan bagian-bagian tubuh
menuruti apa yang menjadi kemauan otak. Otak mengatur dengan sangat rapi, sehingga gerakan halus atau pun kasar
dapat berlangsung dengan urutan yang tepat.
Pengaturan gerakan tubuh melibatkan seluruh bagian sistem saraf, bahkan seluruh bagian tubuh itu sendiri.
Seorang pemain piano yang bersemangat, dapat berkeringat pada saat menggerakkan jari-jarinya memproduksi alunan
musik yang dimainkannya. Apalagi pada saat pentas. Pada orang tersebut seluruh sel-sel tubuhnya ikut serta bermain
piano. Kalau diberi tepuk tangan oleh penonton, seluruh tubuhnya bergemetar karena senangnya.
Otak merupakan koordinator kerja seluruh sel-sel tubuh. Otak melalui seluruh bagian sistem saraf, baik
sistem sensorik maupun sistem saraf motorik, mengkoordinasikan kerja seluruh sel-sel tubuh. Tidak hanya mengatur
gerakan-gerakan otot saja yang disadarinya, tetapi juga mengatur fungsi jantung, fungsi paru, fungsi ginjal, fungsi
kelenjar endokrin, fungsi kelenjar eksokrin, dan fungsi seluruh sel-sel tubuh sesuai dengn peran masing-masing dalam
mengekspresikan gerakan. Semua sel-sel tubuh itu diatur di antaranya untuk mempertahankan homeostasis tubuh.
Setiap gerakan otot akan mengubah posisi sendi tempat otot itu berada. Kecepatan gerakan, kekuatan yang
dikerahkan oleh otot, serta posisi sendi, oleh serat-serat sensorik propriosepsi dilaporkan ke serebelum melalui
nukleus olivaris inferior yang terletak di medula oblongata. Dengan demikian serebelum dapat menjalankan fungsi
utamanya, yaitu memantau dan mengendalikan dari waktu ke waktu aktivitas gerakan otot yang sedang berlangsung,
dan dengan cepat mengikuti perubahan kontraksi otot yang satu ke otot berikutnya, sehingga perubahan itu dapat
berlangsung dengan mulus.
Berdasarkan informasi umpan balik yang diterima dari perifer itu, serebelum kemudian membandingkan
gerakan yang sedang berlangsung yang diatur oleh sistem motorik. Bila ada perbedaan, serebelum secara langsung, di
bawah sadar, menyesuaikannya dengan mengirimkan informasi ke sistem motorik melalui nukleus lateral talamus untuk
mengurangi atau menambah aktivitas otot tertentu. Hal demikian dapat terjadi karena serebelum menerima secara
kontinyu informasi yang diperbaharui dari waktu ke waktu tentang urutan kerutan otot yang sedang dan akan
dilaksanakan dari area motorik otak melalui nukleus di pons (pontine nuclei) yang berfungsi sebagai stasiun rilei (relay)
untuk menerimakan informasi dari korteks serebri.
Serat dari nukleus di pons ini juga mengatur intensitas kekuatan kontraksi otot bila terjadi perubahan beban
kontraksi. Juga mengatur terus menerus kerja sama antara otot agonis dan antagonis. Dengan demikian sirkuit saraf
di serebelum dapat mengalami plastisitas sinaps oleh rangsangan pengalaman yang setiap saat diterima dalam
mengatur pergerakan bersama-sama sistem motorik yang beraga di korteks serebri, batang otak, dan medulla spinalis
yang aksonnya bersifat merangsang.
Bagian otak yang memerintah secara langsung otot-otot untuk berkontraksi atau pun berelaksasi yaitu korteks primer
motorik yang terletak di depan sulkus sentralis Rolandi. Bagian tubuh sebelah kanan diperintah oleh korteks primer
motorik hemisfer kiri, dan bagian tubuh sebelah kiri diperintah oleh korteks primer motorik hemisfer kanan. Perintah
dari korteks serebri dibawa oleh upper motoneuron, ditujukan ke motoneuron di medula spinalis dan batang otak (lower
motoneuron), yang langsung mempersarafi otot.
Gerakan-gerakan yang halus dan terarah bukan hanya ditentukan oleh korteks primer motorik saja. Peran
serebelum telah kita bahas. Serebelum tadinya dianggap merupakan silent area, karena perangsangan langsung tidak
menimbulkan baik gerakan maupun rasa tertentu yang disadari. Ternyata bila otak kecil rusak, timbul gangguan
gerakan tubuh. Dengan demikian diketahui bahwa otak kecil atau serebelum memegang peranan penting dalam
pengaturan gerakan. Bagian otak lain yaitu ganglia basal, serta bagian korteks serebri lain yang fungsinya berkaitan
dengan pengaturan gerakan.
Ganglia basal merupakan kumpulan beberapa nukleus di antaranya nukleus kaudatus, putamen, nukleus
akumbens, globus palidus, substansia nigra, dan nukleus subtalamikus. Nukleus kaudatus, putamen dan nukleus
akumbens disebut juga striatum. Istimewanya, dalam fungsinya itu ganglia basal menerima asupan ( input) dari korteks
serebri dan mengirimkan hampir semua curahan (output) sinyalnya kembali ke korteks.
Area Sensorimotor
Glut
Glut
Area motor
suplemen (SMA)
Glut
Striatum (N. kaudatus,
putamen, akumbens)
D2/Gi
Glut
D1/Gs
GABA
GABA
Dopamin
Nukleus
Ventrolateral T
Nukleus
Subthal.
m
Globus Pallidus
GPL
GPM
GABA
Serebelum
Jalur langsung
Substansia Nigra
p. komp p. retik
Glut
GABA
Jalur tak langsung
Gb. Jalur langsung dan tak langsung ganglia basal – korteks sensorimotor
(Uraian lihat di teks)
Ganglia basal terutama memberi asupan ke area premotorik melalui nukleus ventrolateral talamus, dan
menerima asupan dari korteks frontalis, prefrontalis, dan korteks parietalis. Sirkuit-sirkuit itu dapat dibagi menjadi
empat golongan, yaitu
1. Sirkuit limbik, berkenaan dengan gerakan emosional
2. Sirkuit motorik, berkenaan dengan gerakan yang dipelajari
3. Sirkuit kognitif, berkenaan dengan gerakan yang diinginkan
4. Sirkuit okulomotor, berkenaan dengan gerakan bolak-balik mata
Sirkuit limbik sering disebut juga sebagai sirkuit orbitofrontal lateral. Sirkuitnya mulai dari korteks prefrontal
lateral menuju ke nucleus kaudatus ventromedial, terus ke globus palidus lateral (GPL), substansia nigra pars
retikularis (SNpr), talamus, dan kembali ke korteks orbitofrontal. Sirkuit ini berfungsi terutama dalam berempati dan
menanggapi peristiwa-peristiwa sosial.
Sirkuit motorik mulai dari korteks sensorimotor yang kembali lagi ke korteks sensorimotor setelah melalui
striatum, talamus, dan supplementary motor area (SMA). Ada dua jalur, yaitu jalur langsung dan jalur tak langsung.
Keduanya melalui globus palidus (GP). Globus palidus ada dua bagian, yaitu GP medial (GPM) dan GP lateral (GPL)..
Jalur langsung melalui lima titik sinaps. Dari korteks sensorimotor impuls neuron glutamatergik menuju
striatum. Neuron di striatum merupakan neuron GABA-ergik yang menghambat neuron di globus palidus medial (GPM)
yang juga GABA-ergik. Neuron di GPM ini dalam keadaan istirahat selalu aktif secara spontan sehingga oleh kondisinya
yang selalu aktif menyebabkan neuron di nukleus ventrolateral talamus (VLN) selalu terhambat. Tetapi dengan
dihambatnya neuron GABA-ergik di GPM oleh neuron GABA-ergik di striatum, maka neuron VLN yang glutamatergik
menjadi aktif dan akan mengaktifkan neuron di SMA yang juga glutamatergik. Dengan demikian impuls yang kembali ke
korteks sensorimotor juga bersifat merangsang.
Jalur tidak langsung melalui tujuh sinaps, yaitu sinaps di striatum, di globus palidus lateral (GPL), nukleus
subtalamikus (STN), GPM, VLN, SMA, dan kembali ke korteks sensorimotor. Dari striatum, neuron GABA-ergik bukan ke
GPM tetapi menuju neuron di GPL yang juga GABA-ergik. Dari GPL menuju STN yang glutamatergik. Karena hambatan dari
GPL berkurang, maka neuron STN menjadi lebih aktif merangsang neuron GABA-ergik di GPM. Dari GPM impuls GABAergik menghambat neuron VLN yang glutamatergik. Selanjutnya jalurnya sama dengan yang jalur pendek, yaitu ke SMA
dan korteks sensorimotor (Lihat gambar!).
Substansia Nigra (SN) yang mensekresi dopamin ternyata juga besar peranannya dalam sirkuit tersebut di
atas. SN dibagi atas dua bagian, yaitu bagian pars kompakta (SNpc) dan pars retikularis (SNpr). Neuron dopaminergik
dari substansia nigra menuju ke striatum. Neuron di striatum mempunyai dua macam reseptor dopamin, D1 dan D2.
Reseptor D1 berpasangan dengan Gs yang bersifat merangsang dengan mengaktifkan adenilil siklase dan membentuk
cAMP, sedang reseptor D2 berpasangan dengan Gi yang menghambat.
Demikianlah, oleh kerjasama berbagai pusat di otak dengan fungsiny msing-masing terselenggaralah gerakangerakan tubuh yang runtut dan bermanfaat. Mudah-mudahan ini dapat bermanfaat bagi yang ingin mengetahui. Bila ada
kesalahan atau yang kurang tepat mohon dikritik langsung.
Acuan: 1. V. Sutarmo Setiadji (2013). Fungsi Mororik Sistem Saraf, Badan Penerbit FKUI
2. MJT Fitzgerald, Gruener G, Mtui E (2012). Clinical Neuroanatomy and Neuroscience, Saunders-Elsevier.
http://www.enchantedlearning.com/subjects/anatomy/brain/Neuron.shtml
Buletin, untuk kalangan sendiri