Artikel ini mengingatkan saya mengapa saya suka bekerja dengan otak yang terlihat lucu dan bersih, seperti ini:
Karena otak yang sebenarnya sangat tidak menyenangkan dan sedih dipandang. Orang-orang tidak sopan.
Tapi saya telah menghabiskan sebulan terakhir di bagian bawah gambar Google yang berkilau dan bertumpahan darah, dan sekarang Anda harus memeriksanya juga. Jadi santai saja.
Sekarang mari kita masuk dari jauh. Ada momen seperti itu dalam biologi - terkadang membuat Anda berpikir, dan otak juga terkadang membuat Anda tidak mau. Yang pertama adalah situasi dengan matryoshka di kepala Anda.
Di bawah rambut Anda ada kulit, dan di bawahnya - Anda mengira tengkorak? - tidak, ada 19 poin, dan hanya tengkoraknya. Kemudian muncul tengkorak dan banyak hal yang menunggu dalam perjalanan ke otak.
Video promosi:
Ada tiga selaput di bawah tengkorak dan di atas otak.
Di luar, dura mater (Latin), lapisan yang tahan lama, kasar, dan tahan air. Itu rata dengan tengkorak. Saya pernah mendengar bahwa otak tidak memiliki area yang sensitif terhadap rasa sakit, tetapi dura memiliki area yang sama sensitifnya dengan kulit wajah Anda. Dan tekanan pada duramater saat gegar otak sering kali menjadi penyebab sakit kepala yang parah.
Di bawah ini adalah mater arachnoid, arachnoid, atau meninges arachnoid, yang merupakan lapisan kulit dan kemudian merupakan ruang terbuka dengan serabut elastis. Saya selalu mengira otak saya hanya mengambang tanpa tujuan di kepala saya dalam semacam cairan, tetapi kenyataannya satu-satunya celah nyata antara otak dan dinding bagian dalam tengkorak adalah meninges arachnoid. Serat ini menstabilkan otak pada posisinya sehingga tidak terlalu banyak bergerak, dan bertindak sebagai peredam kejut saat kepala Anda membentur sesuatu. Area ini berisi cairan serebrospinal, yang membuat otak seolah-olah mengapung, karena kepadatannya mirip dengan air.
Terakhir, ada pia mater, pia mater, lapisan kulit tipis dan halus yang menyatu dengan bagian luar otak. Ingat, ketika Anda melihat otak, selalu tertutup pembuluh darah? Jadi mereka tidak berada di permukaan otak, mereka seolah-olah terkurung dalam pia mater.
Berikut gambaran lengkap menggunakan apa yang tampak seperti kepala babi.
Di sebelah kiri Anda melihat kulit (merah muda), lalu dua lapisan kulit kepala, lalu tengkorak, lalu duramater, arakhnoid, dan di sebelah kanan, otak, hanya ditutupi oleh pia mater.
Segera setelah kami menghapus semua hal yang tidak perlu, kami berhadapan langsung dengan bocah bodoh ini.
Benda yang tampak aneh ini adalah salah satu objek paling kompleks yang diketahui di Alam Semesta - satu kilogram, seperti yang dikatakan oleh neuroengineer Tim Hanson, "salah satu zat yang paling padat informasi, terstruktur, dan terorganisir sendiri di antara semua yang diketahui." Semua ini bekerja dengan hanya 20 watt energi (komputer dengan daya yang setara memakan 24.000.000 watt).
Polina Anikeeva, seorang profesor di Massachusetts Institute of Technology, menyebutnya "puding lembut yang bisa dikikis dengan sendok." Ahli bedah otak Ben Rapoport menggambarkannya secara lebih ilmiah: persilangan antara puding dan jeli. Dia mengatakan bahwa jika Anda meletakkan otak Anda di atas meja, gravitasi akan membuatnya kabur seperti ubur-ubur. Sulit membayangkan otak begitu berantakan, karena biasanya ia mengapung di air.
Tapi inilah kita semua. Anda bercermin, Anda melihat tubuh dan wajah Anda, dan Anda mengira itu Anda, tetapi kenyataannya itu hanya mobil yang Anda kendarai. Faktanya, Anda adalah bola seperti jeli yang tampak aneh. Bagaimana Anda menyukai analogi ini?
Mengingat keanehan dari semua ini, orang tidak boleh menyalahkan Aristoteles atau orang Mesir kuno, atau banyak lainnya, karena menganggap otak sebagai pengisi tengkorak yang tidak berarti. Aristoteles percaya bahwa hati adalah pusat pikiran.
Pada akhirnya, orang tahu apa itu apa. Tapi tidak seluruhnya.
Profesor Krishna Shenoy membandingkan pemahaman kita tentang otak dengan bagaimana umat manusia membayangkan peta dunia pada awal 1500-an.
Profesor lain, Jeff Lichtman, bahkan lebih tangguh. Dia memulai kelasnya dengan pertanyaan yang ditujukan kepada siswa: "Jika semua yang perlu Anda ketahui tentang otak adalah satu mil, seberapa jauh kita telah menempuh jarak sejauh ini?" Dia mengatakan bahwa siswa biasanya menjawab "tiga perempat," "setengah mil," "seperempat mil," dan seterusnya. Tetapi jawaban sebenarnya, menurutnya, adalah "sekitar tiga inci."
Seorang profesor ketiga, ahli saraf Moran Cerf, berbagi dengan saya pepatah lama dari ahli saraf bahwa mencoba memahami otak adalah tipu muslihat: “Jika otak manusia begitu sederhana sehingga kita dapat memahaminya, kita akan menjadi sangat sederhana. bahwa mereka tidak dapat [memahaminya]."
Mungkin, dengan bantuan menara pengetahuan besar yang dibangun spesies kita, kita akan sampai pada titik tertentu. Untuk saat ini, mari kita lihat apa yang kita ketahui tentang ubur-ubur di kepala kita, dimulai dari gambaran besarnya.
Otak dari jauh
Mari kita lihat bagian otak yang besar menggunakan penampang belahan. Seperti inilah bentuk otak di kepala Anda:
Sekarang mari kita keluarkan otak dari kepala dan singkirkan belahan kiri, yang akan memberi kita tampilan terbaik di dalam.
Ahli saraf Paul McLean membuat diagram sederhana yang menggambarkan ide dasar yang kita diskusikan sebelumnya, menyentuh otak reptilia dalam proses revolusi, superstruktur berikutnya dari otak mamalia, dan akhirnya otak ketiga kita sendiri.
Dalam bentuk peta seperti itu, ini ditumpangkan di otak kita yang sebenarnya:
Mari kita lihat setiap bagian:
Batang otak (dan otak kecil)
Ini adalah bagian tertua dari otak kita.
Ini adalah bagian otak kita di atas tempat tinggal bos katak. Faktanya, seluruh otak katak seperti bagian bawah otak kita:
Ketika Anda memahami fungsi dari bagian-bagian ini, fakta bahwa mereka kuno masuk akal - apa pun yang dilakukan bagian-bagian ini, katak dan kadal dapat melakukannya. Bagian terbesar adalah:
Sumsum belakang
Medula oblongata menangani kematian Anda. Ia melakukan tugas tanpa pamrih dalam mengelola proses yang tidak disengaja seperti detak jantung, pernapasan, dan tekanan darah, dan membuat Anda muntah ketika mengira Anda telah diracuni.
Pons
Jembatan Varoliev melakukan sedikit segalanya. Ia bertanggung jawab untuk menelan, mengontrol kandung kemih, ekspresi wajah, mengunyah, air liur, air mata, dan feses - singkatnya, semuanya.
Otak tengah
Otak tengah memiliki krisis kepribadian yang lebih besar daripada pons. Anda memahami bahwa suatu bagian otak bermasalah ketika hampir semua fungsinya dilakukan oleh bagian otak yang lain. Dalam kasus otak tengah, ini tentang penglihatan, pendengaran, keterampilan motorik, kewaspadaan, kontrol suhu, dan sejumlah hal lain yang dilakukan oleh bagian otak lainnya. Bagian otak lainnya juga tidak terlihat seperti otak tengah, mengingat betapa tidak seimbangnya “otak depan, otak tengah, otak belakang”, seolah-olah dengan sengaja mengisolasi otak tengah.
Untuk itu kita harus berterima kasih secara terpisah kepada pons dan otak tengah, karena mereka mengontrol gerakan mata secara sukarela. Oleh karena itu, jika Anda menggerakkan mata sekarang, maka proses sedang berlangsung di jembatan dan otak tengah.
Otak kecil
Benda yang tampak aneh ini, mirip dengan skrotum otak Anda, adalah otak kecil, atau otak kecil, yang dalam bahasa Latin untuk "otak kecil". Ia bertanggung jawab atas keseimbangan, koordinasi, dan gerakan normal.
Sistem limbik
Di atas batang otak adalah sistem limbik, bagian otak yang membuat manusia menjadi luar biasa.
Sistem limbik adalah sistem kelangsungan hidup. Bagian penting dari pekerjaannya adalah bahwa kapan pun Anda melakukan apa yang dapat dilakukan anjing Anda - makan, minum, berhubungan seks, berkelahi, bersembunyi, atau melarikan diri dari sesuatu yang menakutkan - sistem limbik berada di belakang kemudi. Suka atau tidak suka, saat Anda melakukan salah satu hal di atas, Anda berada dalam mode bertahan hidup primitif.
Emosi Anda juga hidup dalam sistem limbik, dan untuk berjaga-jaga, emosi juga bertanggung jawab atas kelangsungan hidup - ini adalah mekanisme bertahan hidup yang lebih maju yang dibutuhkan oleh hewan yang hidup dalam struktur sosial yang kompleks.
Setiap kali pergulatan internal terungkap di suatu tempat di kepala Anda, ada baiknya berterima kasih kepada sistem limbik Anda karena melakukan sesuatu yang nantinya akan Anda sesali.
Saya cukup yakin bahwa mengendalikan sistem limbik Anda merupakan definisi kedewasaan dan perjuangan dasar manusia. Bukannya kita lebih baik tanpa sistem limbik kita - mereka menjadikan kita manusia, dan sebagian besar desakan hidup adalah tentang emosi dan memenuhi kebutuhan hewan. Hanya saja sistem limbik Anda tidak memperhitungkan fakta bahwa Anda hidup dalam masyarakat yang beradab, dan jika Anda memberinya terlalu banyak kekuatan untuk mengendalikan hidup Anda, sistem itu akan dengan cepat menghancurkannya.
Bagaimanapun, mari kita lihat lebih dekat. Ada banyak bagian kecil dari sistem limbik, tetapi kami akan fokus pada bagian yang paling terkenal.
Amigdala
Amigdala adalah sejenis gangguan emosional pada struktur otak. Dia bertanggung jawab atas kecemasan, kesedihan dan rasa takut. Ada dua amandel, dan anehnya, yang kiri dalam suasana hati yang lebih baik - terkadang menghasilkan perasaan bahagia selain perasaan tidak menyenangkan. Yang kedua selalu dalam suasana hati yang buruk.
Hipokampus
Hipokampus Anda (dari bahasa Yunani untuk "kuda laut" karena terlihat sama) adalah papan gambar untuk mengenang. Ketika tikus mulai menghafal arah di labirin, ingatan itu dikodekan dalam hipokampus mereka - secara harfiah. Bagian yang berbeda dari dua hipokampus tikus akan diaktifkan di bagian labirin yang berbeda, karena setiap bagian dari labirin disimpan di bagian hipokampus yang telah ditentukan. Tetapi jika, setelah menghafal satu labirin, tikus tersebut diberi tugas lain dan dikembalikan ke labirin semula setahun kemudian, ia akan sulit mengingatnya, karena papan gambar hipokampus akan dihapus untuk memberi ruang bagi ingatan baru.
Kisah dalam film Memento adalah nyata - anterograde amnesia - dan disebabkan oleh kerusakan pada hipokampus. Alzheimer, juga, dimulai di hipokampus sebelum menyebar ke bagian lain dari otak, jadi karena banyak efek merusak dari penyakit ini, masalah ingatan adalah yang pertama kali muncul.
Talamus
Dalam posisi sentralnya di otak, talamus juga berfungsi sebagai pembawa pesan sensorik yang menerima informasi dari indra Anda dan mengirimkannya ke korteks serebral untuk diproses. Saat Anda tidur, talamus sedang tidur dengan Anda, yang berarti perantara sensorik tidak berfungsi. Oleh karena itu, dalam tidur nyenyak, suara, cahaya, atau sentuhan mungkin tidak membangunkan Anda. Jika Anda ingin mendorong seseorang yang tertidur lelap, Anda harus mencoba menjangkau talamus.
Pengecualiannya adalah indra penciuman Anda, yang merupakan satu-satunya sensasi yang melewati talamus. Oleh karena itu, garam yang berbau digunakan untuk membangunkan orang yang terbakar. Dan karena kita ada di sini, inilah fakta kerennya: indra penciuman adalah fungsi dari bohlam olfaktorius dan indra tertua. Tidak seperti indra lainnya, indra penciuman berakar dalam pada sistem limbik, di mana ia bekerja dalam kontak yang dekat dengan amigdala dan hipokampus, itulah sebabnya mengapa bau sangat erat kaitannya dengan ingatan dan emosi.
Kulit
Akhirnya, kami sampai di korteks, korteks. Cortex. Neokorteks. Otak besar. Mantel.
Bagian terpenting dari seluruh otak tidak dapat menentukan nama. Dan itulah kenapa:
Cortex bertanggung jawab atas hampir semua hal - Cortex memproses apa yang Anda lihat, dengar, dan rasakan, bersama dengan bahasa, gerakan, pemikiran, perencanaan, dan kepribadian.
Ini dibagi menjadi empat bagian:
Sangat tidak menyenangkan untuk menggambarkan apa yang dilakukan masing-masing, karena masing-masing melakukan banyak hal. Tetapi untuk menyederhanakan:
Lobus frontal mengatur kepribadian Anda, bersama dengan apa yang kami anggap "pemikiran" - pertimbangan, perencanaan, komitmen. Secara khusus, ketel memasak paling banyak di depan lobus frontal, di korteks prefrontal. Korteks prefrontal adalah karakter lain dalam pertempuran batin Anda. Rasionalis di dalam diri Anda membuat Anda bekerja. Suara hati mencoba meyakinkan Anda untuk berhenti mengkhawatirkan apa yang orang lain pikirkan tentang Anda dan jadilah diri sendiri. Kekuatan yang lebih tinggi yang ingin Anda berhenti berkeringat.
Dalam hal ini, lobus frontal bertanggung jawab atas pergerakan tubuh Anda. Jalur atas lobus frontal adalah korteks motorik utama Anda.
Di antara fungsi lainnya, lobus parietal mengontrol indra peraba Anda, terutama di korteks somatosensori primer, sebuah strip di sebelah korteks motorik primer.
Korteks motorik dan somatosensori terletak bersebelahan dan dipelajari dengan baik. Ahli saraf tahu persis bagian mana dari setiap pita yang terhubung ke setiap bagian tubuh Anda. Yang membawa kita ke diagram paling menyeramkan di artikel ini: homunculus.
Homunculus, dibuat oleh ahli bedah saraf Wilder Penfield, secara visual menampilkan peta motor dan korteks somatosensori. Semakin besar bagian tubuh yang digambarkan pada diagram, semakin korteks dikhususkan untuk gerakan atau sentuhannya. Beberapa fakta menarik tentang topik ini:
Pertama, luar biasa bahwa lebih banyak otak yang dikhususkan untuk gerakan dan sensasi wajah dan tangan Anda daripada bagian tubuh Anda yang lain, alih-alih diambil. Namun masuk akal: Anda harus memiliki ekspresi wajah yang sangat detail, dan lengan Anda harus sangat gesit, sementara bagian lainnya - bahu, lutut, punggung - bisa lebih kasar. Bukan tanpa alasan orang memainkan piano dengan jari mereka, bukan kaki mereka.
Kedua, sungguh luar biasa betapa miripnya kedua kerak ini dengan tempat asosiasinya.
Akhirnya, saya menemukan omong kosong ini dan sekarang saya menerimanya - jadi Anda juga. Manusia homunculus 3D.
Mari melangkah lebih jauh.
Lobus temporal (temporal) adalah tempat tinggal ingatan Anda, dan karena berada di sebelah telinga Anda, korteks auditori juga bersarang di dalamnya.
Akhirnya, di belakang kepala Anda, terdapat lobus oksipital, yang hampir seluruhnya ditujukan untuk penglihatan.
Untuk waktu yang lama saya mengira bahwa lobus besar ini adalah seluruh bagian otak - misalnya, segmen dari struktur tiga dimensi yang umum. Namun kenyataannya, korteks hanyalah dua milimeter terluar dari otak, dan daging di bawahnya hanyalah kabel.
Jika Anda mengeluarkan korteks dari otak, Anda bisa menyebarkan selembar otak berukuran 2 milimeter persegi dengan luas 48 x 48 sentimeter. Serbet makan malam.
Serbet ini adalah tempat sebagian besar tindakan terjadi di otak Anda - itulah sebabnya Anda bisa berpikir, bergerak, merasakan, melihat, mendengar, mengingat, berbicara, dan memahami bahasa. Serbet cantik, apa pun yang orang katakan.
Dan ingat bahwa Anda adalah bola jeli? Ketika Anda mencoba untuk menyadari diri Anda sendiri, semuanya terjadi di dalam korteks. Artinya, Anda bukan bola jeli, Anda adalah serbet.
Keajaiban lipatan dalam memperbesar ukuran serbet terbukti ketika kita menempatkan sisa otak di atas korteks kita yang telah terkelupas.
Jadi, meski tidak sempurna, sains modern telah memperoleh beberapa pemahaman tentang gambaran besarnya dalam hal otak. Pada prinsipnya, kami memahami gambaran yang lebih kecil dengan cukup baik. Mari kita periksa?
Tutup otak
Jadi, meskipun kita telah lama mengetahui bahwa otak menjadi tempat penyimpanan kecerdasan kita, baru belakangan ini sains menemukan dari apa sebenarnya otak itu dibuat. Para ilmuwan tahu bahwa tubuhnya terbuat dari sel, tetapi pada akhir abad ke-19, fisikawan Italia Camillo Golgi menemukan bagaimana pewarnaan dapat diterapkan untuk melihat seperti apa sel otak sebenarnya. Hasilnya mengejutkan:
Itu tidak terlihat seperti sel. Golgi membuka neuron.
Para ilmuwan dengan cepat menyadari bahwa neuron adalah unit dasar dari jaringan komunikasi luas yang membentuk otak dan sistem saraf hampir semua hewan.
Tetapi baru pada tahun 1950-an para ilmuwan menemukan bagaimana neuron berkomunikasi satu sama lain.
Akson, cabang panjang neuron yang membawa informasi, memiliki diameter mikroskopis - terlalu kecil untuk dipelajari. Tetapi pada tahun 1930-an, ahli zoologi Inggris J. Z. Jung menemukan bahwa cumi-cumi dapat mengubah pikiran kita tentang otak karena cumi-cumi memiliki akson yang sangat besar di tubuh mereka dan dapat dijadikan eksperimen. Beberapa dekade kemudian, dengan menggunakan akson cumi-cumi besar, para ilmuwan Alan Hodgkin dan Andrew Huxley secara pasti menemukan cara neuron menyampaikan informasi: potensi aksi. Begini Cara kerjanya.
Pertama-tama, ada banyak jenis neuron:
Demi kesederhanaan, kita akan membahas neuron umum yang sederhana - sel piramidal, mirip dengan yang ditemukan di korteks motorik. Untuk membuat diagram neuron, mari kita mulai dengan seorang pria:
Dan jika kita memberinya beberapa kaki ekstra, sedikit rambut, kita melepaskan tangannya dan merentangkannya - itulah neuronnya.
Mari tambahkan lebih banyak neuron.
Daripada menjelaskan secara lengkap dan mendetail tentang bagaimana potensi tindakan bekerja - dan memanfaatkan banyak informasi teknis yang tidak perlu dan tidak menarik yang sudah Anda temui di kelas biologi di kelas 9 - mari langsung beralih ke gagasan utama yang akan membantu kita.
Batang tubuh pria kita - akson neuron - memiliki "potensi istirahat" negatif, yaitu, saat dia diam, muatan listriknya sedikit negatif. Beberapa orang terus-menerus menendang rambut pria kita, dendrit neuron, suka atau tidak suka. Kaki mereka membuang bahan kimia ke rambutnya - neurotransmitter - yang berjalan melalui kepalanya (sel tubuh, atau soma) dan, tergantung pada bahan kimianya, meningkatkan atau menurunkan muatan di tubuhnya. Ini sangat tidak menyenangkan bagi neuron kita, tetapi dapat ditoleransi - dan tidak ada hal lain yang terjadi.
Tetapi jika cukup bahan kimia menyentuh rambutnya untuk meningkatkan muatannya, "potensi ambang" neuron, maka ini akan memicu potensi aksi dan pria kita akan terkejut.
Ini adalah situasi ganda - entah tidak ada yang terjadi pada orang kami, atau dia benar-benar tersengat listrik. Itu tidak bisa sedikit berenergi atau terlalu berenergi - baik itu di bawahnya atau tidak, dan selalu sampai batas tertentu.
Ketika ini terjadi, denyut listrik (dalam bentuk pembalikan singkat muatan normal tubuhnya dari negatif ke positif, dan kemudian dengan cepat kembali ke negatif normal) melewati tubuhnya (akson) ke kakinya - terminal akson neuron - yang dengan sendirinya menyentuh rambut orang lain (titik kontak disebut sinapsis). Ketika potensi aksi mencapai kakinya, ia menyebabkan mereka melepaskan bahan kimia ke rambut orang yang mereka sentuh, yang menyebabkan orang-orang ini tersetrum atau tidak, seperti dirinya sendiri.
Ini adalah cara informasi biasanya berjalan melalui sistem saraf - informasi kimiawi yang dikirim dalam celah kecil antara neuron memicu transmisi informasi listrik melalui neuron - tetapi terkadang, ketika tubuh perlu memindahkan sinyal lebih cepat, koneksi neuron-neuron dapat menjadi listrik sendiri.
Potensi aksi bergerak dari 1 menjadi 100 meter per detik. Sebagian dari alasan variasi yang luas ini adalah bahwa jenis sel sistem saraf lainnya, sel Schwann, bertindak sebagai nenek yang mengasuh dan terus-menerus membungkus jenis akson tertentu dalam lapisan selimut lemak yang disebut selubung mielin. Kurang lebih seperti ini:
Terlepas dari perlindungan dan isolasi, selubung mielin adalah faktor utama dalam laju komunikasi - potensi aksi bergerak jauh lebih cepat melalui akson saat ditutupi dengan selubung mielin.
Satu contoh bagus dari perbedaan kecepatan yang diciptakan oleh myelin: tahukah Anda bagaimana rasanya ketika jari Anda terbentur, tubuh Anda memberi Anda waktu satu detik untuk memikirkan apa yang baru saja Anda lakukan dan bagaimana perasaan Anda sekarang sebelum rasa sakit menyerang? Anda secara bersamaan merasakan dampak jari kelingking pada sesuatu yang keras dan bagian tajam yang nyeri, karena informasi tajam tentang nyeri dikirim ke otak melalui akson bermielin. Butuh satu atau dua detik untuk nyeri tumpul muncul, karena dikirim melalui serat-C yang tidak bermielin - dengan kecepatan satu meter per detik.
Jaringan saraf
Neuron agak mirip dengan transistor komputer - mereka juga mengirimkan informasi dalam bahasa biner nol dan satu (0 dan 1), tanpa memicu dan dengan memicu potensial aksi. Tapi, tidak seperti transistor komputer, neuron otak terus berubah.
Ingat ketika Anda mempelajari sesuatu yang baru dan Anda ahli dalam hal itu dan keesokan harinya Anda mencoba lagi, tapi tidak ada apa-apa? Faktanya adalah kemarin konsentrasi bahan kimia dalam sinyal antar neuron membantu Anda dalam belajar. Pengulangan menyebabkan bahan kimia berubah, Anda menjadi lebih baik, tetapi keesokan harinya bahan kimia tersebut kembali normal, sehingga perbaikan dibatalkan.
Tetapi jika Anda terus berlatih, pada akhirnya Anda akan menjadi ahli dalam sesuatu, dan itu akan berlangsung lama. Anda semacam memberi tahu otak "Saya membutuhkannya lebih dari sekali," dan jaringan saraf otak merespons dengan membuat perubahan struktural yang sesuai. Neuron mengubah bentuk dan lokasi serta memperkuat atau melemahkan berbagai koneksi sedemikian rupa sehingga menciptakan jaringan jalur menuju keterampilan, hingga kemampuan untuk melakukan sesuatu.
Kemampuan neuron untuk mengubah dirinya sendiri secara kimiawi, struktural, dan bahkan secara fungsional memungkinkan jaringan saraf otak Anda mengoptimalkan dirinya sendiri untuk dunia luar - sebuah fenomena yang disebut plastisitas otak. Otak bayi adalah yang paling fleksibel. Ketika seorang anak lahir, otaknya tidak tahu kehidupan apa yang harus dipersiapkan: untuk kehidupan seorang pejuang abad pertengahan yang harus menguasai ilmu pedang, seorang musisi abad ke-17 yang harus mengembangkan memori otot yang akurat untuk memainkan harpsichord, atau seorang intelektual modern yang harus menjaga dan bekerja dengan sejumlah besar informasi. Tetapi otak bayi siap untuk mengubah dirinya sendiri untuk kehidupan apa pun yang menunggunya.
Bayi adalah bintang neuroplastisitas, tetapi neuroplastisitas tetap ada sepanjang hidup kita, sehingga orang dapat tumbuh, berubah, dan mempelajari hal-hal baru. Dan itulah mengapa kita dapat membentuk kebiasaan baru dan menghentikan kebiasaan lama - kebiasaan Anda mencerminkan pola yang ada di otak Anda. Jika Anda ingin mengubah kebiasaan, Anda harus melatih banyak kemauan untuk menulis ulang jalur saraf otak, tetapi jika Anda mencoba, otak akhirnya akan memahami dan mengubah semua jalur ini, setelah itu perilaku baru tidak lagi membutuhkan kemauan. Otak Anda secara fisik akan mengubah perubahan menjadi kebiasaan baru.
Secara total, ada sekitar 100 miliar neuron di otak, membentuk jaringan yang sangat luas ini - seperti jumlah bintang di Bima Sakti. Sekitar 15-20 miliar neuron ini berada di korteks, sedangkan sisanya di bagian lain otak Anda. Anehnya, bahkan otak kecil memiliki neuron tiga kali lebih banyak daripada korteks.
Mari kita perkecil dan lihat penampang otak lainnya. Kali ini kita akan memotong tidak memanjang, tetapi melintang.
Materi otak dapat dibagi menjadi apa yang disebut materi abu-abu dan materi putih. Materi abu-abu sebenarnya terlihat lebih gelap dan terdiri dari badan sel (som) neuron otak dan dendrit serta akson kumannya - bersama dengan materi lainnya. Materi putih terutama terdiri dari akson konduktif listrik yang membawa informasi dari soma ke soma lain atau ke tujuan di dalam tubuh. Materi putih berwarna putih karena akson ini biasanya dibungkus dalam selubung mielin, yang merupakan jaringan lemak putih.
Ada dua area utama materi abu-abu di otak: kelompok bagian dalam sistem limbik dan bagian batang otak yang telah kita bicarakan di atas, dan lapisan tebal korteks yang dilapisi dengan lapisan korteks 2 mm di bagian luar. Bagian besar materi putih di antaranya terutama terdiri dari akson neuron kortikal. Korteks adalah pusat komando yang besar, dan banyak perintahnya berasal dari massa akson dalam komposisinya.
Ilustrasi paling keren dari konsep ini adalah kumpulan representasi artistik oleh Dr. Greg Dunn dan Brian Edwards. Lihat perbedaan yang jelas antara struktur lapisan luar kerak materi abu-abu dan materi putih di bawahnya.
Akson kortikal ini dapat mengirimkan informasi ke bagian lain dari korteks, ke bagian bawah otak, atau melalui sumsum tulang belakang - jalan raya super sistem saraf - dan ke seluruh tubuh.
Mari kita lihat seluruh sistem saraf.
Sistem saraf dibagi menjadi dua bagian: sistem saraf pusat - otak dan sumsum tulang belakang - dan sistem saraf tepi - terdiri dari neuron yang menyebar dari sumsum tulang belakang ke seluruh tubuh.
Sebagian besar jenis neuron adalah interneuron yang berkomunikasi dengan neuron lain. Saat Anda berpikir, ada sekelompok interneuron di kepala Anda yang berbicara satu sama lain. Interneuron terutama ditemukan di otak.
Dua jenis neuron lainnya adalah neuron sensorik dan neuron motorik - ini bergerak ke sumsum tulang belakang dan membentuk sistem saraf tepi. Neuron ini bisa sepanjang satu meter. Berikut adalah struktur tipikal untuk setiap jenis:
Ingat dua garis kita?
Garis-garis ini ditemukan di tempat lahirnya sistem saraf tepi. Akson neuron sensorik bergerak turun dari korteks somatosensori, melalui materi putih otak, ke sumsum tulang belakang (yang merupakan paket besar akson). Dari sumsum tulang belakang, mereka menyebar ke seluruh bagian tubuh Anda. Setiap bagian kulit Anda dilapisi dengan saraf yang berasal dari korteks somatosensorik. Omong-omong, saraf adalah serangkaian kumpulan akson yang diikat menjadi satu tali kecil. Inilah bagian saraf:
Saraf adalah segalanya di lingkaran ungu, dan empat lingkaran besar di dalamnya adalah kumpulan akson.
Jika lalat hinggap di tangan Anda, hal berikut terjadi:
Lalat itu menyentuh kulit Anda dan menstimulasi saraf sensorik. Terminal akson di saraf mulai bekerja dengan potensial, mengirimkan sinyal ini ke otak Anda untuk memberi sinyal kepada lalat. Sinyal menuju ke sumsum tulang belakang dan soma dari korteks somatosensori. Korteks somatosensori kemudian memberi sinyal pada korteks motorik untuk menggerakkan bahu dengan malas untuk menyingkirkan lalat. Soma tertentu di korteks motorik, yang terhubung ke otot lengan, memulai potensi, mengirim sinyal kembali ke sumsum tulang belakang dan dari sana ke otot lengan. Terminal akson di ujung neuron merangsang otot di lengan, yang mengguncangnya untuk mengusir lalat. Sistem saraf lalat menjalani siklusnya, dan ia terbang menjauh.
Kemudian amigdala Anda melihat sekeliling dan menyadari bahwa seekor serangga sedang duduk di atas Anda, memberi tahu korteks motorik untuk bergerak-gerak karena permusuhan, dan jika itu adalah laba-laba, bukan lalat, ia juga memerintahkan pita suara Anda untuk tanpa sadar menjerit dan menghancurkan reputasi Anda.
Jadi kita mengerti bagaimana otak bekerja? Lalu mengapa, jika profesor menanyakan pertanyaan ini - berapa mil yang telah kita tempuh jika hanya ini yang perlu kita ketahui tentang otak - jawabannya adalah tiga inci?
Dan rahasianya adalah ini.
Kami tahu bagaimana sebuah komputer mengirim email dan sepenuhnya memahami konsep Internet apa pun, misalnya, berapa banyak orang di sana, situs mana yang terbesar, tren mana yang memimpin. Tetapi semua hal ini di pusat - proses internal Internet - mereka sedikit membingungkan.
Para ekonom dapat memberi tahu Anda semua tentang bagaimana konsumen individu beroperasi, konsep dasar ekonomi makro, dan kekuatan menyeluruh yang berperan - tetapi mereka tidak pernah dapat memberi tahu Anda dengan tepat bagaimana perekonomian bekerja hingga detik terdekat, atau apa yang akan terjadi dalam satu bulan atau satu tahun.
Otak agak mirip. Kami memiliki gambaran kecil - kami tahu segalanya tentang bagaimana neuron diaktifkan. Dan kami memiliki gambaran besar - kami tahu berapa banyak neuron yang ada di otak, apa lobus dan struktur terbesar, bagaimana mereka mengontrol tubuh, dan berapa banyak energi yang dikonsumsi sistem. Tetapi di suatu tempat di antara - apa yang dilakukan setiap bagian otak - kita benar-benar tersesat.
Kami hanya tidak mengerti.
Yang benar-benar menunjukkan kepada kita betapa bingungnya kita adalah cara ahli saraf berbicara tentang bagian otak yang paling kita pahami. Seperti korteks visual. Kami memahami korteks visual dengan baik karena mudah untuk dipetakan.
Ilmuwan Paul Merolla menjelaskannya kepada saya sebagai berikut:
Sejauh ini bagus. Tapi dia melanjutkan:
Dan korteks motorik, salah satu area otak yang paling banyak dipelajari, pada pemeriksaan lebih dekat ternyata lebih kompleks daripada korteks visual. Karena, meskipun kita tahu area umum mana dari peta korteks motorik yang sesuai dengan area tubuh tertentu, neuron individu di area korteks motorik ini tidak sejajar secara topografis, dan kekhususan kerja sendi mereka untuk menciptakan gerakan tubuh sama sekali tidak jelas.
Neuroplastisitas yang membuat otak kita sangat berguna juga membuatnya sangat sulit untuk dipahami, karena cara kerja otak kita didasarkan pada bagaimana otak membentuk dirinya sendiri sebagai respons terhadap lingkungan dan pengalaman tertentu. Ini bukanlah sepotong daging tanpa jiwa atau sesuatu yang menurut Anda, saya, Bibi Masha, Paman Petit, dan Bill Gates akan memiliki penampilan yang sama - jauh di dalam otak setiap orang unik dalam arti tertinggi dari kata tersebut.
Bagian Satu: The Human Colossus
Bagian Kedua: Otak
Bagian Tiga: Terbang di Atas Sarang Neuron
Bagian empat: antarmuka komputer saraf
Bagian Lima: Masalah Neuaralink
Bagian Enam: Age of Wizards 1
Bagian Enam: Age of Wizards 2
Bagian Tujuh: Perpaduan Besar
