Bab 3 Anatomi dan Metode Penelitian

Anatomi dan Metode Penelitian

3.1 Struktur Sistem Saraf Vertebrata

A. Terminologi Untuk Menggambarkan Sistem Saraf

System saraf vertebrata dibedakan menjadi dua yaitu system saraf pusat dan system saraf tepi. System saraf pusat (SSP) adalah otak dan sumsum tulang belakang. System saraf tepi (PNS) menghubungkan otak dengan sumsum tulang belakang ke seluruh tubuh. Bagian dari PNS adalah sistem saraf somatic yang terdiri dari akson yang menyampaikan pesan dari organ indera ke SSP dan dari SSP ke otot. Bagian lain dari PNS, yaitu sistem saraf otonom mengontrol jantung, usus, dan organ lainnya. Sistem saraf otonom memiliki beberapa badan selnya di dalam otak atau sumsum tulang belakang dan beberapa dalam kelompok di sepanjang sisi sumsum tulang belakang.

         

  Tabel 3.1 menjelaskan posisi punggung mengarah ke belakang dan bagian perut berarti menuju perut. Pada hewan berkaki empat, bagian atas otak adalah punggung (di sisi yang sama dengan punggung hewan), dan bagian bawah otak adalah perut (di sisi perut). Hal yang sama akan berlaku untuk Anda jika Anda merangkak berlutut. Namun, ketika manusia berevolusi postur tegak, posisi kepala berubah relatif terhadap sumsum tulang belakang. Untuk kenyamanan, kami masih menerapkan persyaratan punggung dan bagian perut ke bagian otak manusia yang sama dengan otak vertebrata lainnya. Akibatnya, sumbu dorsal – ventral otak manusia berada pada sudut yang tepat terhadap sumbu dorsal – ventral sumsum tulang belakang. Gambar 3.2 juga mengilustrasikan tiga cara mengambil pesawat melalui otak, yang dikenal sebagai horizontal, sagital, dan koronal (atau frontal). 

                         

B. Sumsum Tulang Belakang

Sumsum tulang belakang adalah bagian dari SSP di dalam tulang belakang. Sumsum tulang belakang berkomunikasi dengan semua indera organ dan otot kecuali kepala. Ini adalah struktur tersegmentasi, dan setiap segmen memilikinya di setiap sisi saraf sensorik dan saraf motorik. Salah satu penemuan pertama tentang fungsi sistem saraf adalah bahwa akar dorsal yang masuk (berkas akson) membawa informasi sensorik, dan akar ventra yang keluar membawa informasi motoric. informasi. Badan sel neuron sensorik berada dalam kelompok neuron di luar sumsum tulang belakang, yang disebut ganglia akar dorsal. (ganglia adalah jamak dari simpul saraf dan sekelompok neuron. Dalam kebanyakan kasus, sekelompok neuron di luar SSP disebut ganglion, dan sekelompok di dalam SSP disebut nukleus.) Badan sel neuron motorik berada di dalam sumsum tulang belakang. 

   

Pada penampang melalui sumsum tulang belakang yang ditunjukkan pada Gambar 3.4 dan 3.5, berbentuk materi H abu-abu di tengah kabelnya padat dengan badan sel dan dendrit. Banyak neuron dari materi abu-abu sumsum tulang belakang mengirim akson ke otak atau ke bagian lain dari sumsum tulang belakang melalui materi putih, mengandung akson bermielin.

Setiap segmen sumsum tulang belakang mengirimkan informasi sensorik ke otak dan menerima perintah motorik dari otak. Semua informasi itu melewati saluran akson di tulang belakang tali. Jika sumsum tulang belakang dipotong pada segmen tertentu, otak kehilangan sensasi dari segmen itu dan di bawahnya. Otak juga kehilangan kendali motorik atas semua bagian tubuh yang dilayani oleh segmen itu dan yang lebih rendah.

C . Sistem Saraf Otonom

Sistem saraf otonom terdiri dari neuron yang menerima informasi dari dan mengirim perintah ke jantung, usus, dan organ lainnya. Dua bagiannya adalah sistem saraf simpatis dan parasimpatis. Sistem saraf simpatis, adalah jaringan saraf yang mempersiapkan organ untuk aktivitas yang kuat, terdiri dari rantai ganglia tepat di kiri dan kanan daerah pusat sumsum tulang belakang (daerah toraks dan lumbar). Ganglia ini dihubungkan oleh akson ke sumsum tulang belakang. Akson simpatik mempersiapkan organ untuk meningkatkan pernapasan dan detak jantung dan mengurangi aktivitas pencernaan. Karena ganglia simpatis terkait erat, mereka sering bertindak sebagai satu sistem "dalam simpati" satu sama lain, meskipun suatu peristiwa dapat mengaktifkan beberapa bagian lebih dari yang lain. Kelenjar keringat, kelenjar adrenal, otot-otot yang menyempitkan pembuluh darah, dan otot-otot yang menegakkan rambut-rambut kulit memiliki input simpatis tetapi tidak memiliki input parasimpatis. 

Sistem saraf parasimpatis memfasilitasi respons vegetatif dan non-darurat. Syarat untuk berarti "di samping" atau "terkait dengan" aktivitas parasimpatis umumnya adalah kebalikan dari, aktivitas simpatik. Misalnya, sistem saraf simpatik meningkatkan denyut jantung, tetapi sistem saraf parasimpatis menurunkannya. Sistem saraf parasimpatis meningkatkan aktivitas pencernaan, sedangkan sistem saraf simpatis menurunkannya. Meskipun sistem simpatis dan parasimpatis menghasilkan efek yang berlawanan, keduanya secara konstan aktif pada tingkat yang berbeda-beda, dan banyak rangsangan membangkitkan bagian-bagian dari kedua sistem tersebut.

 Sistem saraf parasimpatis juga dikenal sebagai sistem kraniosakral karena terdiri dari saraf kranial dan saraf dari sumsum tulang belakang sakral. Berbeda dengan ganglia dalam sistem simpatis, ganglia parasimpatis tidak tersusun dalam rantai di dekat sumsum tulang belakang. Sebaliknya, panjangpraganglionikakson memanjang dari sumsum tulang belakang ke ganglia parasimpatis dekat dengan setiap organ internal. Singkatpascaganglionikserat kemudian memanjang dari ganglia parasimpatis ke organ itu sendiri. Karena ganglia parasimpatis tidak terhubung satu sama lain, mereka bertindak lebih independen daripada ganglia simpatik. Aktivitas parasimpatis menurunkan denyut jantung, meningkatkan kecepatan pencernaan, dan secara umum menghemat energi. 

Akson sistem saraf parasimpatis melepaskan neurotransmitter asetilkolin ke organ. Sebagian besar akson sistem saraf simpatis melepaskan norepinefrin, meskipun beberapa, seperti yang ke kelenjar keringat, menggunakan asetilkolin. Karena kedua sistem menggunakan pemancar yang berbeda, obat-obatan tertentu merangsang atau menghambat satu sistem atau yang lain. Misalnya, obat flu yang dijual bebas mengerahkan sebagian besar efeknya dengan memblokir aktivitas parasimpatis atau meningkatkan aktivitas simpatis. Karena aliran cairan sinus merupakan respon parasimpatis, obat yang memblok sistem parasimpatis menghambat aliran sinus. Efek samping dari obat flu berasal dari aktivitas pro-simpatis dan antiparasimpatis mereka: Mereka meningkatkan detak jantung, tekanan darah, berkeringat, dan gairah. Mereka menghambat air liur dan pencernaan. 

Otak belakang

Otak memiliki tiga divisi utama - otak belakang, otak tengah, dan otak depan. Beberapa ahli saraf lebih menyukai istilah dengan akar bahasa Yunani: rhombencephalon (otak belakang), mesencephalon (otak tengah), dan prosencephalon (otak depan). Otak belakang, Otak belakang merupakan bagian posterior otak, terdiri dari medula, pons, dan serebelum. Medula dan pons, otak tengah, dan struktur sentral tertentu dari otak depan merupakan batang otak

Sumsum belakang, atau medula oblongata, tepat di atas sumsum tulang belakang dan dapat dianggap sebagai perpanjangan sumsum tulang belakang yang membesar ke dalam tengkorak. Medula mengontrol refleks vital termasuk pernapasan, detak jantung, muntah, air liur, batuk, dan bersin – melalui saraf kranial, yang mengontrol sensasi dari kepala, gerakan otot di kepala, dan banyak keluaran parasimpatis ke organ. Kerusakan medula sering berakibat fatal, dan opiat dosis besar mengancam jiwa karena menekan aktivitas medula. Setiap saraf kranial berasal dari inti (sekelompok neuron) yang mengintegrasikan informasi sensorik, mengatur keluaran motorik, atau keduanya.

Pons terletak anterior dan ventral dari medula. Seperti medula, mengandung inti untuk beberapa saraf kranial. Syarat Pons adalah bahasa Latin untuk "jembatan," yang mencerminkan fakta bahwa di pons, akson dari setiap belahan otak menyeberang ke sisi berlawanan dari sumsum tulang belakang sehingga belahan kiri mengontrol otot-otot sisi kanan tubuh dan belahan kanan mengontrol sisi kiri. Otak kecil adalah struktur otak belakang yang besar dengan banyak lipatan dalam. Telah lama dikenal karena kontribusinya pada kontrol gerakan, dan banyak buku teks yang lebih tua menggambarkan otak kecil sebagai hal yang penting untuk "keseimbangan dan koordinasi.". Orang dengan kerusakan pada otak kecil mengalami kesulitan mengalihkan perhatian mereka bolak-balik antara rangsangan pendengaran dan visual.

Otak tengah

Sesuai dengan namanya,otak tengah dimulai di tengah otak. Atapnya otak tengah disebut tektum. ( tektum adalah kata Latin untuk "atap." Akar yang sama terjadi dalam istilah geologis lempeng tektonik.) Pembengkakan di setiap sisi tektum adalah kolikulus superior dan kolikulus inferior. Keduanya penting untuk pemrosesan sensorik — kolikulus inferior untuk pendengaran dan kolikulus superior untuk penglihatan. Di bawah tektum terletak tegmentum, tingkat menengah dari otak tengah. (Dalam bahasa Latin,tegmentum berarti “penutup”,Tegmentum menutupi tegmentum, tetapi tegmentum menutupi beberapa struktur otak tengah lainnya.) Struktur otak tengah lainnya, menimbulkan jalur yang mengandung dopamin yang memfasilitasi kesiapan untuk bergerak.

Otak Depan

Otak depan, bagian paling menonjol dari otak mamalia, terdiri dari dua belahan otak, satu di kiri dan satu di kanan. Setiap belahan diatur untuk menerima informasi sensorik, sebagian besar dari sisi kontralateral (berlawanan) tubuh, dan untuk mengontrol otot, sebagian besar di sisi kontralateral, melalui akson ke sumsum tulang belakang dan inti saraf kranial. Bagian luar adalah korteks serebral. ( Otak besar adalah kata Latin yang berarti "otak." Korteks adalah kata Latin untuk "kulit kayu" atau "cangkang.") Di bawah korteks serebral adalah struktur lain, termasuk thalamus dan ganglia basal. 

Beberapa struktur yang saling terkait, yang dikenal sebagai sistem limbik, membentuk batas (ataulimbus, kata Latin untuk "perbatasan") di sekitar batang otak. Struktur ini sangat penting untuk motivasi dan emosi, seperti makan, minum, aktivitas seksual, kecemasan, dan agresi. Sistem limbik meliputi bulbus olfaktorius, hipotalamus, hipokampus, amigdala, girus cingulate dari serekorteks.

Lamus

Talamus dan hipotalamus membentuk diensefalon. Bagian yang berbeda dari telensefalon, yang merupakan sisa otak depan. Talamus adalah sepasang struktur (kiri dan kanan) di tengah otak depan. Istilah ini berasal dari kata Yunani yang berarti ”ruang depan”, ”ruang dalam”, atau "Tempat tidur pengantin." menyerupai dua buah alpukat kecil yang disatukan berdampingan Sebagian besar informasi sensorik masuk terlebih dahulu ke talamus, yang memprosesnya dan mengirimkan output ke korteks serebral. Pengecualian untuk aturan ini adalah informasi penciuman, yang berkembang dari reseptor penciuman ke bulbus olfaktorius dan kemudian langsung ke korteks serebral. Banyak inti talamus menerima masukan mereka dari system sensorik, seperti penglihatan, dan mengirimkan informasi ke satu area korteks serebral. 

Hipotalamus

Hipotalamus, sebuah area kecil di dekat dasar otak tepat di bagian ventral thalamus memiliki hubungan luas dengan bagian otak lainnya. Hipotalamus mengandung sejumlah nukleus yang berbeda. Sebagian melalui saraf dan sebagian melalui hormone hipotalamus, hipotalamus menyampaikan pesan ke kelenjar pituitari, mengubah pelepasan hormon. Kerusakan pada nukleus hipotalamus menyebabkan kelainan dalam perilaku termotivasi, seperti makan, minum, pengaturan suhu, perilaku seksual, berkelahi, atau tingkat aktivitas. Karena efek perilaku yang penting ini.

Kelenjar di Bawah Otak

Kelenjar di bawah otak adalah kelenjar endokrin (penghasil hormon) yang melekat pada dasar hipotalamus oleh tangkai yang mengandung neuron, pembuluh darah, dan jaringan ikat Menanggapi pesan dari hipotalamus, hipofisis mensintesis hormon yang dibawa darah ke organ-organ di seluruh tubuh.

Ganglia Basalis

Ganglia Basalis, sekelompok struktur subkortikal lateral thalamus, termasuk tiga struktur utama: nucleus kaudatus, putamen, dan globus pallidus. Lerusakan pada ganglia basalis mengganggu pergerakan, seperti pada kondisi seperti penyakit Parkinson dan penyakit Huntington. Ganglia basal mengintegrasikan perilaku motivasi dan emosional untuk meningkatkan kekuatan tindakan yang dipilih. 

Gambar 3.15 Basal Ganglia 

Talamus berada di tengah, ganglia basalis berada di sampingnya, dan korteks serebral berada di luar. Sumber: Berdasarkan Nieuwenhuys, Voogd, & van Huizen, 1988

Otak Depan Basal

Salah satu struktur pada permukaan ventral otak depan, nukleus basalis, menerima masukan dari hipotalamus dan ganglia basalis dan mengirimkan akson yang melepaskan asetilkolin ke area luas di korteks serebral. Nukleus basalis adalah bagian penting dari sistem otak untuk bangun, terjaga, dan perhatian. Salah satu contoh jika memburuknya nukleus basalis yaitu memiliki gangguan perhatian dan kecerdasan seperti pasien penyakit Parkinson dan penyakit Alzheimer.

Gambar 3.16 Otak depan basal

Nukleus basalis dan struktur lain di area ini mengirim akson ke seluruh korteks, meningkatkan gairah dan keterjagaannya melalui pelepasan neurotransmitter asetilkolin. Sumber: Berdasarkan Woolf, 1991

Hipokampus

Hippocampus (dari kata Latin berarti "kuda laut," bentuk yang disarankan oleh hippocampus) adalah struktur besar antara thalamus dan korteks serebral, sebagian besar menuju posterior otak depan, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Hipokampus sangat penting untuk jenis ingatan tertentu, terutama ingatan untuk peristiwa individu.

Ventrikel

Sistem saraf memulai perkembangannya sebagai tabung yang mengelilingi saluran cairan, bertahan hingga dewasa sebagai kanal pusat.

Sel-sel yang disebut pleksus koroid di dalam empat ventrikel menghasilkan cairan serebrospinal (CSF), cairan bening yang mirip dengan plasma darah. CSF mengalir ke beberpa bagian tubuh tetapi lebih banyak masuk ke ruang sempit antara otak dan meningen tipis. Meskipun otak tidak memiliki reseptor rasa sakit, meningen memilikinya, salah satu penyakit meningitis atau radang meningen sangatlah menyakitkan dan pembengkakan pembuluh darah di meninges bertanggung jawab atas rasa sakit dari sakit kepala migrain.

CSF sendiri berfungsi melindungi otak dari kejutan mekanis saat kepala bergerak juga memberikan daya apung. Cairan Ini juga menyediakan cadangan hormon dan nutrisi untuk otak dan sumsum tulang belakang. Pereumpamaan CSF seperti berat seseorang di air daripada di darat karena ia membantu menopang berat otak.

Gambar 3.17 Ventrikel serebral

(a) Diagram yang menunjukkan posisi keempat ventrikel. (b) Foto otak manusia, dilihat dari atas, dengan potongan horizontal melalui satu belahan untuk menunjukkan posisi ventrikel lateral.

Korteks Serebral

Korteks serebral merupakan bagian yang paling menonjol dari otak mamalia.

Sel-sel di permukaan luar korteks serebral adalah materi abu-abu, dan aksonnya yang memanjang ke dalam adalah materi putih.(Gambar 3.13a) Neuron di setiap hemisfer berkomunikasi dengan neuron di bagian hemisfer lain yang sesuai melalui dua berkas akson, corpus callosum (Gambar 3.10, 3.11, dan 3.13) dan komisura anterior yang lebih kecil (Gambar 3.13). Beberapa komisura lain (jalur melintasi garis tengah) menghubungkan struktur subkortikal.

Organisasi dasar otak sangat mirip di seluruh spesies vertebrata. Namun, ukuran otak sangat bervariasi. Otak mamalia terbesar adalah 100.000 kali lebih besar dari yang terkecil

Jika kita membandingkan spesies mamalia, kita melihat perbedaan ukuran korteks serebral dan tingkat lipatan (Gambar 3.18). Dibandingkan dengan mamalia lain dengan ukuran yang sebanding, primata monyet, kera, dan manusia memiliki korteks serebral yang lebih besar, lebih banyak lipatan, dan lebih banyak neuron per unit volume. Pada Gambar 3.19 menunjukkan ukuran korteks serebral dibandingkan dengan bagian otak lainnya untuk insektivora dan dua subordo primata sedangkan Gambar 3.20 membandingkan spesies dengan cara lain.

Gambar 3.18 Perbandingan otak mamalia

Otak manusia adalah yang terbesar dari yang ditampilkan, meskipun paus, lumba-lumba, dan gajah masih memiliki otak yang lebih besar. Semua mamalia memiliki subarea otak yang sama di lokasi yang sama. Dari Universitas Wisconsin—Koleksi Otak Mamalia Komparatif Madison, Wally Welker, Kurator. Proyek yang didukung oleh Natural Science Foundation

Gambar 3.19 Hubungan antara volume korteks dan volume bagian otak lainnya

Untuk masing-masing dari tiga kelompok, volume kortikal meningkat cukup dapat diprediksi sebagai fungsi dari volume bagian otak lainnya. Namun, garis untuk kedua kelompok primata tersebut bergeser ke atas. Sumber: Gambar 1, hal. 1055 dalam R. A. Barton & R. H. Harvey, "Evolusi mosaik struktur otak pada mamalia." Alam, 405, hlm. 1055–1058

Gambar 3.20 Ukuran relatif dari lima komponen otak pada insektivora dan primata

Otak depan menyusun persentase primata yang lebih besar daripada otak insektivora. Perhatikan juga fraksi hampir konstan yang ditujukan untuk otak kecil. 

Organisasi Korteks Serebral

Struktur mikroskopis sel-sel korteks serebral bervariasi dari satu area kortikal ke area kortikal lainnya, seperti halnya kepadatan neuron per volume. Banyak penelitian telah diarahkan untuk memahami hubungan antara struktur dan fungsi.

Pada manusia dan sebagian besar mamalia lainnya, korteks serebral mengandung hingga enam lamina yang berbeda, lamina yaitu lapisan badan sel yang sejajar dengan permukaan korteks dan dipisahkan satu sama lain oleh lapisan serat. Ia memiliki variasi ketebalan dan penonjolan dari satu bagian korteks ke bagian lain, dan lamina tertentu mungkin tidak ada di area tertentu. Seperti Lamina V dan Lamina IV masing masing memiliki area yang berbeda.

Sel-sel korteks juga diatur ke dalam kolom sel tegak lurus terhadap lamina. Pada Gambar 3.22 diilustrasikan hal tersebut. Sel-sel dalam kolom tertentu memiliki sifat yang mirip satu sama lain. Misalnya, jika satu sel dalam kolom merespons sentuhan di telapak tangan kiri, maka sel lain di kolom itu juga melakukannya.

Gambar 3.21 Enam lamina korteks serebral manusia

Sumber: Diadaptasi dari Ranson & Clark, 1959

Gambar 3.22 Kolom di korteks serebral

Setiap kolom memanjang melalui beberapa lamina. Neuron dalam kolom tertentu memiliki sifat yang serupa. Misalnya, di korteks somatosensori, semua neuron dalam kolom tertentu merespons rangsangan pada area kulit yang sama.

    Lalu beralih ke bagian-bagian tertentu dari korteks. Para peneliti membuat perbedaan yang halus antara area korteks serebral berdasarkan struktur dan fungsi sel. Untuk kenyamanan, area ini dikelompokkan menjadi empat lobus yang dinamai berdasarkan tulang tengkorak yang terletak di atasnya: oksipital, parietal, temporal, dan frontal.

Lobus Oksipitalis

Lobus oksipital, di ujung posterior (kaudal) korteks (Gambar 3.23) adalah target utama untuk informasi visual. Kutub posterior lobus oksipital dikenal sebagai korteks visual primer, atau korteks lurik, karena penampilannya yang bergaris pada penampang. Penghancuran setiap bagian dari korteks lurik menyebabkan kebutaan kortikal di bagian terkait bidang visual. Seseorang dengan kebutaan kortikal memiliki mata dan refleks pupil yang normal, tetapi tidak ada persepsi visual yang disadari dan tidak ada bayangan visual (bahkan dalam mimpi). Tetapi ada pebedaan kasus jika orang tersebut buta tetapi memiliki korteks oksipital yang utuh dan pengalaman visual sebelumnya maka mereka masih dapat membayangkan pemandangan visual dan masih dapat memiliki mimpi visual.

Gambar 3.23 Area korteks serebral manusia

(a) Empat lobus: oksipital, parietal, temporal, dan frontal. (b) Korteks sensorik utama untuk penglihatan, pendengaran, dan sensasi tubuh; korteks motorik primer; dan olfactory bulb, yang bertanggung jawab atas indera penciuman. Sumber untuk bagian b: T.W. Deacon, 1990

Lobus Parietal

Itulobus parietalterletak di antara lobus oksipital dan sulkus sentralis, alur yang dalam di permukaan korteks. Daerah tepat di belakang sulkus sentralis,girus postcentral, ataukorteks somatosensori primer, menerima sensasi dari reseptor sentuhan, reseptor regangan otot, dan reseptor sendi. Gyrus postcentral mencakup empat pita sel yang sejajar dengan sulkus sentral. Area terpisah di sepanjang setiap pita menerima informasi simultan dari bagian tubuh yang berbeda seperti yang di tunjukan gambar di bawah  

Dua pita menerima sebagian besar informasi sentuhan ringan, satu menerima informasi tekanan dalam, dan satu menerima kombinasi dari keduanya. Akibatnya, gyrus postcentral mewakili tubuh empat kali. Informasi tentang sentuhan dan lokasi tubuh penting tidak hanya untuk kepentingannya sendiri tetapi juga untuk menafsirkan informasi visual dan pendengaran. . Lobus parietal memonitor semua informasi tentang mata, kepala, dan posisi tubuh dan meneruskannya ke area otak yang mengontrol gerakan (Gross & Graziano, 1995). Lobus parietal sangat penting tidak hanya untuk informasi spasial tetapi juga informasi numerik (Hubbard, Piazza, Pinel, & Dehaene, 2005). Tumpang tindih itu masuk akal ketika Anda mempertimbangkan semua cara di mana angka berhubungan dengan ruang — termasuk fakta bahwa kami awalnya menggunakan jari kami untuk menghitung.

Lobus temporal

Itulobus temporal adalah bagian lateral setiap belahan, dekat pelipis. Ini adalah target kortikal utama untuk informasi pendengaran. Lobus temporal manusia - dalam banyak kasus, lobus temporal kiri - sangat penting untuk memahami bahasa lisan. Lobus temporal juga berkontribusi pada aspek penglihatan yang kompleks, termasuk persepsi gerakan dan pengenalan wajah. Tumor di lobus temporal dapat menimbulkan halusinasi pendengaran atau visual yang rumit, sedangkan tumor di lobus oksipital biasanya hanya membangkitkan sensasi sederhana, seperti kilatan cahaya. Ketika pasien psikiatri melaporkan halusinasi, scan otak mendeteksi aktivitas ekstensif di lobus temporal. Lobus temporal juga penting untuk perilaku emosional dan motivasional. Kerusakan lobus temporal dapat menyebabkan serangkaian perilaku yang dikenal sebagaiSindrom Klüver-Bucy. Monyet yang sebelumnya liar dan agresif gagal menunjukkan ketakutan dan kecemasan normal setelah kerusakan lobus temporal. Mereka memasukkan hampir semua yang mereka temukan ke dalam mulut mereka dan berusaha mengambil ular dan korek api (yang selalu dihindari oleh monyet utuh). Menafsirkan perilaku ini sulit. Misalnya, monyet mungkin menangani ular karena tidak lagi takut (perubahan emosional) atau karena tidak lagi mengenali apa itu ular (perubahan kognitif). Kami mengeksplorasi masalah ini dalam bab tentang emosi.

Lobus frontal

Itulobus frontal, yang mengandung korteks motorik primer dan korteks prefrontal, memanjang dari sulkus sentralis sampai batas anterior otak Bagian posterior lobus frontal tepat di depan sulkus sentralis,girus pusat, khusus untuk mengontrol gerakan halus, seperti menggerakkan satu jari pada satu waktu. Area terpisah bertanggung jawab atas bagian tubuh yang berbeda, sebagian besar di sisi kontralateral (berlawanan) tetapi juga dengan sedikit kontrol pada sisi ipsilateral (sama). Gambar di bawah menunjukkan peta tradisional gyrus precentral, juga dikenal sebagai korteks motorik primer. Namun, peta hanyalah perkiraan. Misalnya, di dalam area lengan, tidak ada hubungan satu lawan satu antara lokasi otak dan otot tertentu. Bagian paling anterior dari lobus frontalis adalah korteks prefrontal. Secara umum, semakin besar korteks serebral suatu spesies, semakin besar persentase yang menempati korteks prefrontal ia membentuk bagian korteks yang lebih besar pada manusia dan kera besar daripada spesies lain Dendrit di korteks prefrontal memiliki hingga 16 kali lebih banyak duri dendritik (lihat Gambar 1.7) sebagai neuron di daerah kortikal lainnya (Elston, 2000). Akibatnya, korteks prefrontal mengintegrasikan sejumlah besar informasi.

Kebangkitan lobotomy 

Anda mungkin pernah mendengar tentang prosedur terkenal yang dikenal sebagai lobotomi prefrontal—pemutusan bedah korteks prefrontal dari bagian otak lainnya. Pembedahan terdiri dari merusak korteks prefrontal atau memotong koneksinya ke seluruh korteks. Lobotomi dimulai dengan laporan bahwa kerusakan korteks prefrontal primata laboratorium membuat mereka jinak tanpa mengganggu sensasi atau koordinasi mereka. Beberapa dokter beralasan bahwa operasi yang sama dapat membantu orang yang menderita gangguan kejiwaan yang parah dan tidak dapat diobati. Pada akhir 1940-an dan awal 1950-an, sekitar 40.000 lobotomi prefrontal dilakukan di Amerika Serikat (Shutts, 1982), banyak di antaranya oleh Walter Freeman, seorang dokter medis yang tidak terlatih dalam pembedahan. Pada awalnya, Freeman dan lain-lain membatasi teknik untuk orangorang dengan skizofrenia parah, yang tidak ada pengobatan yang efektif yang tersedia pada saat itu. Kemudian, Freeman melakukan lobotomi pada orang-orang dengan gangguan yang tidak terlalu serius, termasuk beberapa yang kita anggap normal menurut standar saat ini. Setelah terapi obat tersedia pada pertengahan 1950-an, lobotomi dengan cepat tidak lagi disukai. Di antara konsekuensi umum dari lobotomi prefrontal adalah apatis, hilangnya kemampuan untuk merencanakan dan mengambil inisiatif, gangguan memori, distraksi, dan hilangnya ekspresi emosional. Orang-orang dengan kerusakan prefrontal kehilangan hambatan sosial mereka, mengabaikan aturan perilaku sopan dan beradab. Mereka sering bertindak impulsif karena mereka gagal menghitung secara memadai kemungkinan hasil dari perilaku mereka.

 

Fungsi korteks prefrontal

Korteks prefrontal berkontribusi pada banyak fungsi. Salah satunya adalah perhatian — yaitu, meningkatkan respons area otak lain terhadap informasi yang paling relevan dan mengurangi respons terhadap distractor. lainnya adalahmemori kerja, kemampuan untuk mengingat kejadian baru-baru ini, seperti di mana Anda memarkir mobil Anda atau apa yang Anda bicarakan sebelum interupsi. Orang dengan kerusakan pada korteks prefrontal mengalami masalah padatugas respons tertunda, di mana mereka melihat atau mendengar sesuatu, dan kemudian harus menanggapinya setelah penundaan. Korteks prefrontal juga penting untuk membuat keputusan dan merencanakan gerakan. Ketika Anda memutuskan apakah akan melakukan sesuatu, Anda mempertimbangkan kesulitan tindakan, kemungkinan keberhasilan dan kegagalan, dan betapa berharganya imbalan yang mungkin bagi Anda saat ini. Sel-sel di korteks prefrontal merespons semua faktor kompleks ini (Hunt et al., 2012; Wallis, 2012). Hasil yang tidak terduga sangat membangkitkan banyak dari sel-sel ini, karena mereka memperbarui prediksi responhasil mereka (Alexander & Brown, 2011). Orang dengan kerusakan korteks prefrontal sering membuat keputusan yang terkesan impulsive. 

Bagaimana bagian-bagian itu bekerja bersama?

Berikut ini adalah masalah teoretis yang hampir tidak pernah dipertimbangkan oleh para peneliti sebelumnya sekitar tahun 1990: Bagaimana berbagai area otak bergabung untuk menghasilkan perilaku dan pengalaman yang terintegrasi? Area visual, auditori, dan somatosensori korteks berada di lokasi yang berbeda, hanya terhubung secara lemah satu sama lain. Saat Anda memegang radio atau iPod, bagaimana otak Anda mengetahui bahwa objek yang Anda lihat juga adalah apa yang Anda rasakan dan apa yang Anda dengar? Pertanyaan tentang bagaimana berbagai area otak menghasilkan persepsi terhadap satu objek dikenal sebagai masalah mengikat, atauintegrasi skala besarmasalah. Di era sebelumnya, para peneliti berpikir bahwa berbagai jenis sensorikinformasi berkumpul ke dalam apa yang mereka sebut area asosiasi korteks. Dugaan mereka adalah bahwa daerah-daerah itu "mengaitkan" satu sensasi dengan yang lain, atau sensasi saat ini dengan ingatan pengalaman sebelumnya. Penelitian selanjutnya menemukan bahwa area asosiasi melakukan pemrosesan lanjutan pada sistem sensorik tertentu, seperti penglihatan atau pendengaran, tetapi relatif sedikit sel yang menggabungkan satu indera dengan yang lain (Blanke, 2012). Jika jalur sensorik yang berbeda tidak bertemu, lalu bagaimana Anda tahu bahwa sesuatu yang Anda lihat juga adalah apa yang Anda dengar atau rasakan?  Meskipun peneliti tidak dapat sepenuhnya menjelaskan pengikatan, mereka tahu apa yang diperlukan untuk itu terjadi: Itu terjadi jika Anda merasakan dua sensasi terjadi pada waktu yang sama dan di tempat yang kira-kira sama. Misalnya, ketika seorang ahli bicara perut yang terampil membuat mulut boneka bergerak pada saat yang sama dengan ucapannya sendiri, di tempat yang hampir sama, Anda merasakan suara itu berasal dari boneka. Sebagai bagian dari ilusi ini, stimulus visual mengubah respons korteks pendengaran, sehingga suara benar-benar tampak berasal dari lokasi yang sama dengan mulut boneka (Bonath et al., 2007; Bruns, Liebnau, & Röder, 2011). Sebaliknya, jika Anda menonton film berbahasa asing yang disulih suara dengan buruk, bibir tidak bergerak pada saat yang sama dengan ucapan, dan Anda merasa bahwa kata-katanya bergerak.bukan berasal dari bibir itu. Berikut adalah demonstrasi yang dapat Anda coba: Jika Anda melihat kilatan cahaya sekali saat Anda mendengar dua bunyi bip, terkadang Anda akan berpikir bahwa Anda telah melihat kilatan cahaya dua kali. Jika nadanya lembut, Anda mungkin mengalami hal sebaliknya: Nada berbunyi bip dua kali selama satu kilatan cahaya, dan Anda pikir Anda hanya mendengar satu bunyi bip. Jika Anda melihat tiga kilatan cahaya, Anda mungkin mengira mendengar tiga bunyi bip (Andersen, Tiippana, & Sams, 2004). Kebersamaan cahaya dan suara yang hampir bersamaan menyebabkan Anda mengikatnya dan merasakan ilusi. Fenomena ini bisa Anda alami dengan kegiatan Online Try It Yourself, "Ilustrasi Mengikat". Inilah demonstrasi hebat lainnya (IH Robertson, 2005). Posisikan diri Anda sejajar dengan cermin besar, seperti pada Gambar 3.27, sehingga Anda melihat tangan kanan Anda dan bayangannya di cermin. Jauhkan tangan kiri Anda dari pandangan. Sekarang berulang kali mengepalkan dan melepaskan kedua tangan secara bersamaan. Goyangkan jari-jari Anda, sentuhkan ibu jari Anda ke setiap jari, dan seterusnya, dalam setiap kasus, lakukan hal yang sama dengan kedua tangan secara bersamaan. Anda akan terus-menerus merasakan tangan kiri Anda melakukan hal yang sama seperti yang Anda lihat pada tangan itu di cermin melakukan, yang (menjadi bayangan cermin dari tangan kanan Anda) terlihat seperti tangan kiri Anda. Setelah 2 atau 3 menit, Anda mungkin mulai merasa bahwa tangan di cermin adalah tangan kiri Anda sendiri. Dalam varian prosedur ini, peneliti mengatur untuk menyentuh tangan kanan asli seseorang pada saat yang sama dan dengan cara yang sama seperti menyentuh tangan karet di sebelahnya, memungkinkan orang tersebut melihat kedua tangan. Dalam beberapa menit, orang-orang melaporkan merasa bahwa mereka memiliki dua tangan kanan, selain tangan kiri yang tidak terlihat (Guterstam, Petkova, & Ehrsson, 2011). Dengan demikian, bukti menunjukkan bahwa kita mengikat dua pengalaman yang terjadi pada saat yang bersamaan. Namun, pertanyaan teoretis tetap tentang bagaimana kita melakukannya.

Metode Penelitian

Menggambarkan struktur otak memang cukup sulit tetapi tantangan sebenarnya adalah temukan cara kerjanya. Dan ini merupakan gambaran umum tentang kategori dan logikanya.

1. Periksa efek kerusakan otak.

2. Periksa efek merangsang area otak.

3. Rekam aktivitas otak selama perilaku.

4. Menghubungkan anatomi otak dengan perilaku. 

• Efek kerusakan otak

Pada tahun 1861 ahli saraf Perancis Paul broca menemukan bahwa seorang pasien yang kehilangan kemampuan bicara mengalami kerusakan di bagian korteks frontal kirinya. Penemuan ini merevolusi neurologi karena banyak dokter lain yang pada saat itu meragukan bahwa area otak yang berbeda memiliki fungsi yang berbeda sama sekali. Sejak itu para peneliti membuat laporan tentang gangguan perilaku setelah kerusakan otak. Karena kerusakan otak dapat menghasilkan ketidakmampuan untuk mengenali wajah ketidakmampuan untuk merasakan gerak, pergeseran perhatian ke sisi kanan tubuh dan perubahan motivasi dan emosi, gangguan memori, dan sejumlah efek khusus lainnya. 

Ablasi adalah pengangkatan area otak umumnya dengan pisau bedah karena operasi pengangkatan sulit untuk struktur kecil dibawah permukaan otak, peneliti terkadang membuat luka, yang berarti kerusakan dengan cara instrumen stereotaxic , perangkat untuk penempatan elektroda yang tepat di otak. Lesi listrik adalah teknik kasar yang merusak akson yang melewati area tersebut serta neuron di area itu sendiri. Para peneliti menggunakan metode ini lebih jarang hari ini daripada masa lalu. Sebaliknya, mereka mungkin menyuntikan bahan kimia yang membunuh neuron atau menonaktifkan sementara tanpa merusak akson yang lewat. 

• Stimulasi magnetik transkranial (TMS)

Penerapan stimulasi magnetik bagian kulit kepala, menonaktifkan neuron di area sempit di bawah magnet menghasilkan Lesi virtual yang bertahan lebih lama dari stimulasi magnetik itu sendiri. Prosedur ini memungkinkan peneliti untuk mempelajari perilaku dengan beberapa area otak aktif kemudian tidak aktif, dan kemudian aktif kembali. Setelah segala jenis kerusakan otak dan inaktivasi, masalah bagi psikologi adalah untuk menentukan defisit perilaku yang tepat. Misalkan Anda memotong kabel di televisi dan gambar menghilang, jelas bahwa kawat diperlukan untuk gambar. Dan berlaku pula jika anda merasa karya otak dan hewan itu akan berhenti makan, Anda tidak tahu mengapa Apakah rasa lapar hilang? Apakah kemampuan menemukan makanan hilang? Dan itu akan membutuhkan tes perilaku lebih lanjut untuk mempersempit kemungkinan.

• Efek stimulasi otak

Jika kerusakan otak dapat merusak beberapa perilaku, stimulasi harus meningkatkan. Cara kuno adalah dengan memasukkan elektroda ke dalam otak hewan dan mengalirkan arus ringan dan singkat untuk merangsang satu area atau area lainnya. Metode itu memiliki beberapa nilai, tapi ada batasannya bahwa area tertentu mungkin memiliki banyak jenis neuron dengan fungsi yang berbeda-beda. Pada awal 2000-an Karl Deisseroth memelopori metode yang disebut optogenetik, menggunakan cahaya untuk mengontrol populasi neuron yang terbatas. 

Dengan cara peneliti menggunakan virus yang dimanipulasi secara khusus untuk memasukkan protein peka cahaya ke dalam membran jenis neuron tertentu. Satu protein bereaksi terhadap cahaya dan lainnya bereaksi dengan membuka saluran klorida untuk menghasilkan penghambatan. Dan virus tersebut dapat diubah secara kimiawi sehingga dapat mengirimkan protein ke satu bagian neuron seperti akson atau dendrit. Penyelidik pula menanamkan serat optik yang sangat tipis ke dalam otak sehingga memungkinkan untuk menghindari cahaya ya yang hanya mempengaruhi jenis neuron yang mengandung protein peka cahaya. Peneliti juga dapat mengontrol eksitasi atau penghambatan sel-sel di area otak kecil dengan akurasi MS. Metode ini memungkinkan peneliti mempelajari fungsi sel yang diberikan secara lebih rinci. Beberapa dokter telah memulai dan menerapkan optogenetik pada pasien manusia untuk mencoba mengendalikan narkolepsi atau gangguan tidur dan kondisi lainnya. 

• Merekam aktivitas otak

Misalkan kerusakan pada beberapa otak dapat mengganggu perilaku misalnya makan. Dan kita dapat memperkuat kesimpulan selama kemunculan spontan dari perilaku tersebut. Kita mungkin juga menggunakan rekaman otak untuk tujuan eksplorasi.

Studi tentang otak manusia hampir selalu menggunakan metode non invasif yaitu rekaman dari luar tengkorak. Sebuah elektroensefalografi (EEG) merekam aktivitas listrik otak melalui elektroda memulai dari hanya beberapa hingga lebih dari 100 melekat pada kulit kepala titik elektroda yang direkatkan di kulit kepala mengukur aktivitas rata-rata setiap saat untuk populasi sel dibawah elektroda. Outputnya kemudian diperkuat dan direkam, perangkat ini dapat merekam aktivitas atau aktifitas otak spontan sebagai respons terhadap suatu stimulus. Dalam hal ini juga bisa kita sebut hasilnya membangkitkan potensi atau membangkitkan tanggapan.

Sebuah magnetoensefalogragi ( MEG) ini serupa, tetapi alih-alih mengukur aktivitas listrik, ia mengukur medan magnet sama yang dihasilkan oleh aktivitas otak. Seperti EGG, rekaman MEG mengidentifikasi Prakiraan lokasi aktivitas hingga sekitar 1 cm. MEG memiliki resolusi temporal yang sangat baik dan menunjukkan perubahan dari 1 midetik  ke milidetik berikutnya. 

• Tomografi emisi positron (PET).

Ini memberikan gambar resolusi tinggi aktivitas di otak yang hidup dengan merekam emisi radioaktivitas dari bahan kimia yang disuntikkan. Pertama orang itu menerima suntikan glukosa atau bahan kimia lain yang mengandung atom radioaktif. Penggunaan glukosa bisa meningkatkan diare otak yang paling aktif menjadi pelacak kadar glukosa dan memberitahu kita sesuatu tentang aktivitas otak. Ketika atom radioaktif meluruh ia melepaskan positron yang segera bertabrakan dengan elektron terdekat memancarkan dua sinar gamma dengan arah yang berlawanan. Dan kepala orang tersebut akan dikelilingi oleh satu set director sinar gamma. Ketika dua deret Detector merekam sinar gamma pada saat yang sama Mereka mengidentifikasi titik Tengah antara detektor tersebut sebagai titik asal sinar gamma komputer menggunakan informasi untuk menentukan Berapa banyak Sinar gamma yang datang dari setiap titik otak dan oleh karena itu berapa banyak bahan kimia radioaktif yang terletak di setiap area daerah.

    Pemindahan PET menggunakan bahan kimia radioaktif dengan waktu paruh pendek, dibuat dalam alat yang disebut siklotron. Namun pada saat ini ini para peneliti telah mengganti pemindahan PET dengan FMRI karena lebih murah dan tidak beresiko tinggi. Metode FMRI akan menghasilkan gambar yang spektakuler, tetapi pentingnya informasi yang diberikan masih diperdebatkan dalam banyak kasus. Misalnya peneliti menemukan bahwa orang yang menambahkan coklat menunjukkan respon otak yang lebih besar dari rata-rata saat melihat coklat. Apakah hasil ini memberitahu kami Mengapa beberapa orang sangat menyukai coklat? Hampir tidak. IQ Namun demikian fmri terkadang memberikan nilai informasi psychologist.

Berikut adalah beberapa contohnya:

1. Banyak orang yang kesakitan melaporkan penurunan rasa sakit setelah mereka menerima plasebo atau obat tanpa aktivitas farmakologis. Apakah mereka benar-benar merasa lebih sedikit rasa sakit, atau hanya mengatakannya? Dan dari Ini menghasilkan studi dengan FMRI menunjukkan bahwa area otak yang bertanggung jawab atas rasa sakit benar-benar menurunkan respon mereka.

2. Psikologi merasa berguna untuk membedakan beberapa jenis memory seperti implisit versus eksplisit dan deklaratif versus prosedural. Satu pandangan adalah bahwa setiap tugas yang diberikan termasuk dalam satu kategori atau yang lain.

3. Ketika anda hanya duduk di sana tanpa mengharapkan apapun Apakah otak anda benar-benar tidak melakukan apa-apa? Tentu saja tidak. Anda akan melakukan pengembaraan pikiran yang akan mengaktifkan area difus yang disebut sistem default. Dan arah yang sama ini juga aktif ketika orang mengingat pengalaman masa lalu atau membayangkan pengalaman masa depan.

Dan cara terbaik untuk menguji pemahaman kita adalah jika kita pikir kita tahu Apa arti pola fmri yang akan diberikan, kita harus dapat menggunakan pola itu untuk mengidentifikasi Apa yang dilakukan atau dipikirkan seseorang. Artinya kita harus menggunakannya untuk membaca pikiran seseorang sampai batas tertentu dalam sebuah penelitian para peneliti menggunakan fmri untuk merekam aktivitas otak dari orang-orang saat mereka tertidur. Pada titik ini kita tidak dapat membaca pikiran orang hanya dengan cara yang sangat terbatas dan hanya setelah pengujian yang berkepanjangan pada individu tertentu. Ini sangat berbahaya untuk menebak Seberapa jauh proses hari ini. Intinya mencoba membaca pikiran orang (dalam mencari yang terbatas) menguji seberapa baik kita memahami apa arti rekaman pada otak tersebut.

Menghubungkan Anatomi Otak Dengan Perilaku

Salah satu cara pertama yang pernah digunakan untuk mempelajari fungsi otak terdengar mudah: Temukan seseorang dengan perilaku yang tidak biasa dan kemudian cari fitur otak yang tidak biasa. Pada 1800-an, Franz Gall mengamati beberapa orang dengan ingatan verbal yang sangat baik yang memiliki mata menonjol. Dia menyimpulkan bahwa memori verbal bergantung pada area otak di belakang mata yang mendorong mata ke depan. Gall kemudian memeriksa tengkorak orangorang dengan bakat atau kepribadian lain. Dia berasumsi bahwa tonjolan dan lekukan pada tengkorak mereka berhubungan dengan area otak dibawah mereka. Prosesnya menghubungkan anatomi tengkorak dengan perilaku dikenal sebagai frenologi. Salah satu pengikutnya membuat peta frenologi pada Gambar 3.35.

Frenologi tidak valid karena berbagai alasan. Satu masalah adalah bahwa bentuk tengkorak memiliki sedikit hubungan dengan anatomi otak. Tengkorak lebih tebal di beberapa tempat daripada yang lain dan lebih tebal di beberapa orang daripada yang lain.

Saat ini, para peneliti memeriksa anatomi otak secara mendetail pada orang yang masih hidup. Salah satu metodenya adalah aksial terkomputerisasi kamu, lebih dikenal sebagai CT atau Pemindaian CAT (Andreasen, tabib menyuntikkan pewarna ke dalam darah (untuk meningkatkan kontras dalam gambar) dan kemudian menempatkan kepala orang tersebut ke dalam pemindai CT seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.36a. Sinar-X dilewatkan melalui kepala dan direkam oleh detektor di sisi yang berlawanan. Pemindai CT diputar perlahan hingga pengukuran dilakukan pada setiap sudut lebih dari 180 derajat. Dari pengukuran, komputer membangun gambar otak. Gambar 3.36b adalah contohnya. CT scan membantu mendeteksi tumor dan kelainan struktural lainnya.

Metode lain adalah pencitraan resonansi magnetik (MRI) (Warach, 1995), berdasarkan fakta bahwa setiap atom dengan berat atom bernomor ganjil, seperti hidrogen, memiliki sumbu rotasi. Perangkat MRI menerapkan medan magnet yang kuat (sekitar 25.000 kali medan magnet Bumi) untuk menyelaraskan semua sumbu rotasi, dan kemudian memiringkannya dengan medan frekuensi radio singkat. Ketika medan frekuensi radio dimatikan, inti atom melepaskan energi elektromagnetik saat mereka rileks dan kembali ke sumbu aslinya. Dengan mengukur energi itu, perangkat MRI membentuk gambar otak, seperti pada Gambar 3.37. MRI menunjukkan detail anatomi yang lebih kecil dari diameter satu milimeter. Salah satu kelemahannya adalah orang tersebut harus

tidak bergerak dalam peralatan yang membatasi dan berisik. Prosedurnya adalah ally tidak cocok untuk anak-anak atau siapa pun yang takut ces tertutup. Para peneliti yang menggunakan metode ini terkadang menemukan bahwa area otak tertentu membesar pada tipe orang tertentu. misalnya, orang dengan amigdala yang lebih besar cenderung memiliki kontak sosial kembali (Bickart, Wright, Dautoff, Dickerson, Barrett, 2011). Remaja dengan perbendaharaan kata yang besar cenderung memiliki materi abu-abu lebih dari ratarata di bagian parietal e (HL Lee et al., 2007). Ciri-ciri kepribadian seperti raversion, neuroticism, dan conscientiousness berkorelasi secara signifikan dengan ukuran area korteks tertentu e Young et al., 2010). Studi seperti ini memberi kita petunjuk tentang fungsi area otak tertentu. Namun, mereka tidak memberi tahu kita tentang sebab dan akibat. Misalnya, kita tidak tahu eter memiliki banyak materi abu-abu di lobus parietal membantu orang mengembangkan kosakata yang besar, atau apakah pengembangan kosakata besar mengarah pada pertumbuhan materi abu-abu yang relevan. ble 3.5 merangkum berbagai metode mempelajari hubungan perilaku otak.

Ukuran Otak dan Kecerdasan

Mari kita pertimbangkan secara lebih rinci contoh spesifik yang menghubungkan struktur otak dengan perilaku: Apa hubungan antara ukuran otak dan kecerdasan? Tampaknya wajar untuk berasumsi bahwa otak yang lebih besar lebih baik, tetapi tidak sesederhana itu. Pada 1800-an dan awal 1900-an, beberapa masyarakat muncul yang anggotanya setuju untuk menyumbangkan otak mereka setelah kematian untuk penelitian otak orang-orang terkemuka. Tidak ada kesimpulan yang dihasilkan. Otak orang-orang terkemuka sangat bervariasi, seperti halnya otak orang-orang yang kurang terkemuka. Jika anatomi otak berhubungan dengan intelek dengan cara apapun, hubungannya tidak jelas (Burrell, 2004). (Tentu saja, mencapai keunggulan sangat bergantung pada peluang dan keberuntungan, bukan hanya kemampuan intelektual.) Namun, idenya tetap ada: Bahkan jika ukuran otak tidak terlalu terkait dengan kecerdasan,bukankah seharusnya begitu?beberapa hubungan?

Perbandingan Antar Spesies

    Semua otak mamalia memiliki organisasi yang sama, tetapi ukurannya sangat berbeda. Apakah variasi ukuran otak berhubungan dengan kecerdasan hewan? Kita manusia suka menganggap diri kita sebagai hewan paling cerdas — lagi pula, kita harus mendefinisikan apa artinya kecerdasan! Namun, manusia tidak memiliki otak terbesar. 'Otak paus sperma delapan kali lebih besar dari otak kita, dan gajah' empat kali lebih besar. Mungkin, banyak orang berpendapat, kecerdasan bergantung pada rasio otak-ke-tubuh. Gambar 3.38 mengilustrasikan hubungan antara logaritma massa tubuh dan logaritma massa otak untuk berbagai vertebrata (Jerison, 1985). Perhatikan bahwa spesies yang kami anggap paling cerdas — seperti, ahem, diri kita sendiri — memiliki otak yang lebih besar sebanding dengan ukuran tubuh daripada spesies yang kita anggap kurang mengesankan, seperti katak.

    Namun, rasio otak-ke-tubuh memiliki masalah juga: Chihuahua memiliki rasio otak-ke-tubuh tertinggi dari semua ras anjing, bukan karena mereka dibiakkan untuk kecerdasan tetapi karena mereka dibiakkan untuk tubuh kecil (Deacon, 1997). Monyet tupai, yang juga sangat kurus, memiliki rasio otak dan tubuh yang lebih tinggi daripada manusia. (Dan dengan meningkatnya prevalensi obesitas manusia, rasio otak-ke-tubuh kita menurun!) Ikan berhidung gajah, yang mungkin Anda pelihara di akuarium, memiliki rasio otakke-tubuh 3 persen dibandingkan dengan 2 persen untuk manusia (Nilsson, 1999). Semut terkecil memiliki rasio otak-ke-tubuh 15 persen (Seid, Castillo, & Wcislo, 2011). Jadi, baik massa otak total maupun rasio otak-ke-tubuh tidak menempatkan manusia di tempat pertama.

 Masalah lebih lanjut : Beberapa spesies memiliki neuron yang lebih besar daripada yang lain, sehingga ukuran otak merupakan indikator yang buruk dari jumlah neuron (Herculano-Houzel, 2011). Juga, kita tidak memiliki definisi yang berguna tentang kecerdasan hewan (Macphail, 1985). Tidak ada tes yang dapat membandingkan gajah, simpanse, dan lumba-lumba secara adil; setiap spesies cerdas dengan caranya sendiri. Mengingat bahwa studi tentang otak dan perilaku pada nonmanusia tidak membantu, mari kita tinggalkan upaya itu dan beralih ke manusia.

Perbandingan antar manusia

Selama bertahun-tahun, studi tentang ukuran otak dan kecerdasan manusia menemukan korelasi hampir di atas nol. Namun, korelasi yang rendah antara dua variabel dapat berarti bahwa keduanya tidak terkait, atau setidaknya salah satu variabel diukur dengan buruk. Sebagian besar studi awal mengukur ukuran tengkorak, bukan ukuran otak. Saat ini, dengan menggunakan pengukuran yang lebih akurat berdasarkan MRI, sebagian besar penelitian menemukan korelasi positif sedang antara ukuran otak dan IQ, biasanya sekitar 0,3 (McDaniel, 2005). 

Agaknya area otak tertentu lebih penting daripada yang lain untuk kecerdasan. Beberapa peneliti telah mencari area otak tertentu yang mungkin lebih besar pada orang yang mendapat skor lebih tinggi pada tes kecerdasan. Banyak area muncul sebagai penting, tetapi area yang diidentifikasi tidak persis sama dari satu studi ke studi berikutnya (Colom et al., 2009, 2013; Frangou, Chitins, & Williams, 2004; Haier et al., 2009; Karama et al. ., 2009). Dalam satu kasus, peneliti menggunakan MRI untuk mengukur ukuran materi abu-abu dan area materi putih di seluruh otak dari 23 orang dewasa muda dari satu kampus universitas dan 24 orang dewasa paruh baya atau lebih tua dari kampus lain. Pada Gambar 3.39, area yang disorot dengan warna merah menunjukkan korelasi yang signifikan secara statistik dengan IQ, dan area yang disorot dengan warna kuning menunjukkan korelasi yang lebih kuat. Perhatikan perbedaan antara kedua sampel, meskipun prosedurnya sama untuk keduanya (Haier, Jung, Yeo, Head, & Alkire, 2004). Perbedaan menunjukkan masalah dengan jenis penelitian ini: Jika kita merekam dari semua area otak selama tugas, itu seperti menguji ratusan hipotesis pada saat yang bersamaan. Bukti akan mengkonfirmasi beberapa dari mereka, hanya secara kebetulan. (Perlindungan terhadap kesalahan semacam ini adalah dengan mencoba mereplikasi hasilnya.) 

Perbandingan Pria dan Wanita

Sekarang untuk bagian yang paling membingungkan: Jika kita memeriksa skor tes kecerdasan dan ukuran otak hanya untuk pria, atau hanya untuk wanita, kita menemukan korelasi positif yang moderat. Jika kita menggabungkan hasil untuk pria dan wanita, korelasinya menurun. Pria rata-rata memiliki otak yang lebih besar daripada wanita tetapi memiliki IQ yang sama (Burgaleta et al., 2012; Gilmore et al., 2007; Willerman, Schultz, Rutledge, & Bigler, 1991; Witelson, Beresh, & Kigar, 2006). Bahkan jika kita memperhitungkan perbedaan tinggi badan, otak pria tetap lebih

besar (Ankney, 1992).

Meskipun otak pria dan wanita rata-rata berbeda, perbedaan perilaku lebih kecil dari yang diperkirakan kebanyakan orang (Hyde, 2005). Misalnya, jauh lebih banyak pria daripada wanita yang menjadi grand master dalam catur. Apakah fakta itu menunjukkan perbedaan kemampuan? Tidak. Anak laki-laki dan perempuan mulai pada tingkat yang sama dalam bermain catur dan maju dengan kecepatan yang sama. Rupanya satu-satunya alasan lebih banyak pria mencapai level tertinggi adalah karena jauh lebih banyak anak laki-laki daripada anak perempuanMulailahbermain catur (Chabris & Glickman, 2006). Perbedaan kinerja catur berkaitan dengan minat, bukan kemampuan.

Banyak orang percaya bahwa pria cenderung lebih baik daripada wanita dalam matematika. Di negara-negara di mana pria dan wanita memiliki peluang yang hampir sama, kinerja mereka dalam tes matematika hampir sama (Guiso, Monte, Sapienza, & Zingales, 2008). Di Amerika Serikat, rata-rata anak perempuan melakukan setidaknya sebaik anak laki-laki dalam semua mata pelajaran matematika dari sekolah dasar sampai perguruan tinggi, kecuali untuk aspek geometri tertentu, seperti item pada Gambar 3.40 (Hyde, Lindberg, Linn, Ellis, & Williams , 2008; Spelke, 2005). Bahkan perbedaan itu mungkin mencerminkan perbedaan minat daripada kemampuan. Sejak usia dini, kebanyakan anak laki-laki menghabiskan lebih banyak waktu untuk kegiatan yang berhubungan dengan sudut dan jarak. Dalam satu penelitian, wanita muda yang menghabiskan 10 jam bermain video game aksi meningkat secara signifikan pada jenis item yang ditunjukkan pada Gambar 3.40 (Feng, Spence, & Pratt, 2007).

Bagaimana kita bisa menjelaskan mengapa pria dan wanita memiliki kecerdasan yang sama, tetapi pria memiliki otak yang lebih besar? Salah satu faktor yang berpotensi relevan berkaitan dengan jumlah relatif materi abu-abu (badan sel) dan materi putih (akson). Wanita rata-rata lebih banyak dan lebih dalam sulkus pada permukaan korteks, terutama di daerah frontal dan parietal (Luders et al., 2004). Akibatnya, luas permukaan korteks hampir sama untuk pria dan wanita. Karena permukaannya bergaris dengan neuron (materi abu-abu), jenis kelamin memiliki jumlah neuron yang hampir sama, meskipun ada perbedaan dalam volume otak (Allen, Damasio, Grabowski, Bruss, & Zhang, 2003). Ide ini akan memberikan penjelasan yang meyakinkan jika kecerdasan hanya bergantung pada materi abu-abu. Namun, penelitian menunjukkan kontribusi penting dari materi abu-abu dan materi putih (Chiang et al., 2009; Narr et al., 2007; van Leeuwen et al., 2009). Kita dibiarkan, kemudian, dengan kesimpulan yang jelas bahwa otak perempuan dan otak laki-laki

berbeda secara struktural tetapi mencapai hal yang sama, mungkin karena mereka diatur secara berbeda. Otak pria dan wanita berbeda lebih dari ukuran keseluruhan. Area otak tertentu relatif lebih besar pada pria, dan lainnya pada wanita. Juga, rata-rata pola hubungan antar jenis kelamin berbeda (Gong, He, & Evans, 2011). Singkatnya, data tidak mendukung ringkasan sederhana tentang hubungan antara ukuran otak secara keseluruhan dan kecerdasan secara keseluruhan.

Youtube :