Nurul Ikhwana

NEUROSAINS KOGNITIF

Oleh : Nurul Ikhwana (16410177)

Disiplin ilmu ini mendapatkan namanya (neurosains kognitif) pada akhir tahun 1970-an di kursi belakang sebuah taksi di New York. Michael Gazzaniga, seorang tokoh dalam penelitian kedua hemister otak, sedang berada di dalam taksi bersama George Miller, seorang psikolog kognitif terkemuka. Dalam perjalanan untuk menghadiri makan malam bagi para ilmuwan dari Universitas Rockefeller dan Universitas Cornell, para ilmuwan tersebut sedang mempelajari bagaimana otak menghasilkan apa yang kita alami sebagai pikiran. Dalam pembicaraan di taksi itu lahirlah istilah neurosains kognitif (cognitive neuroscience).

Penelitian-penelitian awal tentang lobotomi, frenologi, dan lokalisasi fungsi adalah pendahulu ilmu neurosains kognitif modern. Ilmuwan neurosains adalah para ilmuwan yang mempelajari neurosains atau cabang dari ilmu yang meliputi studi terhadap neuroanatomi, neurofisiologi, fungsi otak, dan model cara kerja otak dari disiplin psikologi maupun dari disiplin ilmu komputer. Sebagai jerih payah para ilmuwan neurosains, konstruk-konstruk hipotetis seperti jenis memori dan pemrosesan bahasa tidak lagi sukar dipelajari melainkan memiliki korelasi neurofisiologus yang spesifik. Lebih jauh lagi,struktur-struktur mikroskopi otakketika diamati sebagai jaringan-jaringan neural, tampaknya berhubungan dengan komponen-komponen kognisi manusia yang lebih besar seperti memori, persepsi, pemecahan masalah, dan sejenisnya. Dalam batasan-batasan tertentu, neurosains kognitif adalah ilmu yang menyediakan dasar-dasar untuk lebih jauh lagi menyelidiki isu-isu lama terkait pikiran dan tubuh.

Lima puluh tahun yang lau, para ilmuwan neurosains hanya memiliki sedikit peralatan dan teknik yang dapat digunakan untuk mengamati dan mengeksplorasi otak manusia secara langsung. Peralatan dan teknik tersebut meliputi ablasi (ablation;perusakan atau pembuangan semua atau sebagian organ dengan cara pembedahan maupun pembekuan dengan tujuan mempelajari fungsi organ tersebut), perekaman sel tunggal, pemeriksaan postmortem (pascakematian) , dan studi menggunakan subjek hewan.

Peralatan Para Ilmuwan Neurosains

Akronim	Nama	Alat	Informasi yang Direkam	Tampilan	Informasi yang didapat
EEG	Electroence-phalogram	Elektroda-elektroda di kulit kepala	Sinyal-sinyal elektrik (aktivitas neural)	Grafik	Waktu yang dibutuhkan untuk memproses stimuli
CT	Computed Axial Tomography	Pemindai X-ray	Kepadatan jaringan	Tampilan 3D	Struktur otak
PET	Positron Emission Tomography	Pemindai radioaktif	Aliran darah serebral regional (penggunaan glukosa)	Tampilan 3D yang diberi kode-kode berwarna	Fungsi otak
MRI	Magnetic Resonance Imaging	Pemindai elektromagnetik	Kepadatan atom-atom hidrogen	Tampilan 3D	Struktur otak
fMRI	Functional Magneting Resonance Imaging	Pemindai elektromagnetik	Kepadatan atom-atom hidrogen	Tampilan-tampilan 3D	Struktur dan fungsi otak
MEG	Magnetoence-phalography	Pemindai elektromagnetik	Medan-medan magnetik (dari aktivitas sel saraf)	Tampilan 3D	Fungsi otak
TMS	Transcranial Magnetic Stimulation	Tongkat yang menembakkan muatan magnetik	Aktivitas neural	Digabungkan dengan EEG atau MEG	Fungsi otak: subjek penelitian melaporkan pengalaman selama pengetesan.

EEG

Electroencephalography (EEG) merekam sinyal-sinyal elektrik dari aktivitas neural di otak, menggunakan serangkaian elektroda-elektroda noninvasif yang ditempelkan di kulit kepala. Sinyal-sinyal elektrik yang direkam oleh elektroda dikirim ke instrumen yang menayangkan sinyal-sinyal tersebut.

Pemindai CT

Computed axial tomography (CT) adalah proses yang dilakukan oleh komputer, yang menghasilkan citra struktur otak tiga dimensi pada media gambar X-ray yang datar (dua dimensi). Mesin CT berputar mengelilingi tempurung kepala, menghujani kepala dengan berkas-berkas sinar X yang tipis, berbentuk kipas.

Pemindai PET

Positron emission tomography (PET) digunakan untuk memindai penggunaan glukosa di dalam otak. Pemindaian PET berbeda dengan pemindaian CT, karena PET menggunakan detektor-detektor untuk mengukur partikel-partikel radioaktif dalam aliran darah.

MRI dan fMRI

Pemindai magneting resonance imaging (MRI) menghasilkan citra-citra tak bergerak (still images) struktur-struktur otak. Dalam teknologi MRI, tubuh pasien dikelilingi oleh elektromagnet amat kuat yang meluruskan (align)nuklei atom-atom hidrogen yang ditemukan dalam air. MRI dapat digunakan untuk tujuan diagnostik dan penelitian. Salah satu kelemahan utama teknik ini adalah lamanya waktu yang diperlukan untuk membentuk suatu citra.

MEG

Magnetoencephalography (MEG) menggunakan sebuah mesin yang mengukur aktivitas otak dari luar kepala dengan cara mendeteksi medan magnetik yang samar-samar dihasilkan oleh aktivitas otak. MEG menghasilkan sebuah peta aktivitas atau citra kerja otak. Dari seluruh metode pemindaian otak,MEG menyediakan resolusi aktivitas sel saraf yang paling akurat (hingga hitungan milidetik).

TMS

Transcranial magnetic stimulation (TMS) digunakan bersamaan dengan EEG atau MEG untuk mengevaluasi efek-efek perubahan aktivitas elektrik otak dalam proses persepsi dan berpikir. Muatan magnetik dialirkan ke otak melalui sebuah tongkat yang diletakkan di kepala dan diarahkan ke lokasi spesifik di otak dalam jangka waktu yang sangat singkat.

Sistem saraf pusat (Central Nervous System) terdiri dari tulang belakang dan otak. Unsur dasar pembentuk CNS adalah neuron, sebuah sel khusus yang mengirimkan informasi sepanjang sistem saraf. Setiap neuron mampu menerima dan mengirimkan impls neural ke ribuan neuron lain. Setiap inchi korteks serebral manusia berisi  sekitar 10.000 mil neuron, yang saling menghubungkan sel-sel (Blakemore, 1977). Terdapat 4 bagian utama dalam neuron :

1.      Dendrit, yang menerima impuls neural dari neuron lain.

2.      Tubuh sel, yang bertanggung jawab menjaga kondisi dasar neuron.

3.      Akson, sebuah jalur panjang berbentuk tabung yang menghubungkan tubuh sel dengan sel-sel lain melalui semacam persimpangan yang disebut sinapsis.

4.      Akson berakhir di terminal prasinaptik. Terminal-terminal ini terletak dekat permukaan dendrit pada neuron lain.

Pada saat kelahiran,koneksi-koneksi sinapsis belum lengkap, demikian juga dengan neuron-neuron belum dilindungi oleh selubung myelin. Meski demikian, jumlah neuron sudah lengkap, tidak ada neuron yang dibentuk setelah kelahiran.

Lobus-lobus di korteks serebral. Korteks serebral dibagi menjadi 4 bagian utama, yaitu:

a.       Lobus frontal, bagian ini terlibat dalam pengendalian impuls, pertimbangan, pemecahan masalah, pengendalian dan pelaksanaan perilaku, dan pengorganisasian yang kompleks.

b.      Lobus temporal, bagian ini memproses sinyal-sinyal auditori, pendengaran, pemrosesan auditori tingkat tinggi (bicara), pengenalan wajah.

c.       Lobus parietal, bagian ini mengintegrasikan informasi sensoris dari pancaindra, pemanipulasian objek, pemrosesan visual-spasial.

d.      Lobus oksipital, bagian ini terlibat dalam pemrosesan visual, yakni menerima informasi visual dari retina.

Area-area Sensori-Motor penelitian ilmiah terhadap area-area yang mengendalikan fungsi motorik di otak telah dilakukan semenjak abad ke 19. Pada mulanya, penelitian-penelitian ini melibatkan stimulasi elektrik terhadap berbagai bagian korteks pada anjing yang dibius ringan. Pemberian stimulasi elektrik terhadap bagian-bagian korteks ini menyebabkan reaksi menggeletar (twitch). Reaksi ini timbul karena rus listrik ringan pada lobus frontal akan menyebabkan reaksi refleks pada kaki depan (atau pada lengan apabila diterapkan pada manusia). Para peneliti mula-mula menemukan bahwa arus listrik ringan diproses secara kontralateral. Artinya, informasi sensorik dari saraf tulang belakang memasuki tubuh bagian kiri, dan berpindah ke tubuh bagian kanan, dan diproses terlebih dahulu oleh hemisfer kanan. Area-area motorik di setiap hemisfer mengendalikan pergerakan sisi tubuh yang berlawanan (hemisfer kiri mengendalikan gerakan tubuh bagian kanan, dan sebaliknya).