Definisi Neurosains Kognitif dan Metode Neurosains Kognitif

Definisi Neurosains Kognitif dan Metode Neurosains Kognitif - Artikel ini berisi tentang neurosains kognitif, metode yang digunakan dalam mempelajari otak manusia, alat-alat yang digunakan untuk mempelajari otak dan mengetahui kerusakan yang terdapat pada otak manusia, dan gangguan yang terjadi pada otak. Melalui artikel ini diharapkan dapat mengenal dan memahami mengenai neurosains kognitif, metode yang digunakan untuk mempelajari otak manusia, alat-alat yang dapat digunakan untuk mempelajari otak dan mengetahui kerusakan pada otak manusia, mengetahui berbagai gangguan yang terjadi pada otak, serta dapat menghubungkan hal-hal yang telah dipelajari dalam kehidupan sehari-hari.

image source: www.wired.com

baca juga: Pengertian Psikologi Kognitif dan Sejarah Psikologi Kognitif

Neurosains Kognitif

Neurosains kognitif merupakan bidang studi yang menghubungkan otak dan aspek-aspek lain sistem saraf, khususnya otak, dengan pemrosesan kognitif, dan akhirnya dengan perilaku.

Otak
Organ dalam tubuh kita yang mengontrol langsung pikiran, emosi, dan motivasi kita. Otak bersifat direktif sekaligus reaktif terhadap organ-organ tubuh yang lain.

Lokalisasi fungsi
Mengacu kepada wilayah-wilayah spesifik otak yang mengontrol kemampuan-kemampuan atau perilaku-perilaku spesifik.

Sistem saraf
Dasar bagi kemampuan manusia untuk memahami, beradaptasi, dan berinteraksi dengan dunia sekitar. Melalui sistem ini, manusia menerima, memproses dan merespon informasi dari lingkungan.

Metode dalam mempelajari otak manusia:

• Studi-studi postmortem (dilakukan setelah meninggal)
• Teknik-teknik in vivo (dilakukan saat manusia ataupun hewan masih hidup)

Yang kemudian menjadi trend adalah memfokuskan pada teknik-teknik yang dapat menyediakan informasi tentang pemfungsian mental manusia ketika otak bekerja.

Studi-studi post mortem

• Peneliti mempelajari dengan hati-hati perilaku manusia yang menunjukkan tanda-tanda kerusakan otak ketika mereka masih hidup
• Mereka mendokumentasika perilaku pasien sedetail mungkin dalam studi kasus sebelum pasien meninggal
• Setelah pasien meninggal peneliti menguji otak pasien untuk mencari lokasi terjadinya lesi (area-area jaringan tubuh yang mengalami kerusakan seperti karena luka benturan atau penyakit).
• Peneliti kemudian mengambil kesimpulan dan melacak kaitan antara tipe perilaku yang diamati dengan anomaly yang terdapat di lokasi tertentu pada otak.

Contoh: pasien Paul Broca (1824-1880) yang diberi nama Tan (dinamai demikian karena hanya suku kata itu yang keluar jika ia berkata-kata). Tan mengalami gangguan berat dalam kemampuan bicaranya. Masalah ini berkaitan dengan lesi di area lobus bagian depan yang sekarang dinamakan area Broca.

Studi-studi terhadap hewan

Studi in vivo pada awalnya kebanyakan dilakukan pada hewan

• Elektroda mikro dimasukkan ke dalam otak hewan (biasanya kera atau kucing)
• Dari sini didapati rekaman sel tunggal tentang aktivitas sebuah neuron di otak.
• Dengan cara ini ilmuan dapat mengukur efek dari jenis-jenis stimuli tertentu .
• Termasuk dalam jenis penelitian terhadap hewan adalah dengan melakukan pelesian selektif (penghilangan atau perusakan bagian otak tertentu lewat pembedahan) untuk mengamati cacat fungsional yang diakibatkannya.

Teknik ini dirasa memiliki banyak kekurangan dan tidak efektif.

Rekaman-rekaman listrik

Elektroencephalogram (EEG) adalah rekaman-rekaman tentang frekuensi dan intensitas listrik otak yang hidup, biasanya direkam di sebuah periode yang relatif lama. melalui EEG dimungkinkan untuk mempelajari aktivitas gelombang otak yang menindikasikan perubahan konsisi-kondisi mental seperti tidur lelap atau bermimpi

• Elektroda dipasangkan di beberapa titik kulit kepala
• Aktivitas listrik di otak kemudian direkam
• Contohnya rekaman-rekaman EEG yang diambil selama tidur menyingkapkan pola-pola perubahan aktivitas listrik yang melibatkan seluruh bagian otak. Pola-pola yang muncul ketika sesorang bermimpi sangat berbeda ketika dia tertidur lelap.

Gambar EEG

Teknik-teknik pencitraan statis

• Teknik-teknik ini mencakup angiogram, pemindaian tomografi aksial dengan menggunakan komputer (CAT, computerized axial tomography) dan pemindaian dengan pencitraan resonansi magnetis (MRI)
• Teknik yang berbasis sinar X (CAT) memungkinkan pengamatan yag lebih mendetail tentang abnormalitas otak skala besar seperti kerusakan yang diakibatkan benturan atau tumor, namun terbatas dalam resolusi sehingga tidak bisa menyediakan banyak informasi ttg lesi-lesi dan penyimpangan yang lebih kecil
• Pemindaian MRI memberikan gambar dengan resolusi tinggi tentang struktur otak hidup dengan mengomputasi dan menganalisi perubahan-perubahan magnetis didalam energi dari orbit-orbit partikel didalam molekul-molekul tubuh. Namun MRI relatif mahal dan tidak menyediakan banyak informasi mengenai proses-proses fisiologis

Gambar MRI

Pencitraan metabolis

• Teknik ini mengandalkan perubahan-perubahan yang berlangsung di dalam otak sebagai hasil dari peningkatan konsumsi glukosa dan oksigen di area-area aktif tak
• Ide dasarnya adalah area-area aktif didalam otak mengonsumsi lebih banyak glukosa dan oksigen ketimbang area-area yang tidak aktif.
• Pemindaian PET mengukur peningkatan di dalam konsumsi glukosa di area-area aktif otak selama menjalankan pemrosesan informasi tertentu

Hasil gambar PET

• Pencitraan melalui resonansi magnetis secara fungsional (fMRI) adalah teknik penggambaran neuron yang menggunakan medan-medan magnetis untuk mengonstruksikan gambar detil tiga dimensi tentang aktivitas di beragam bagian otak di satu moment tertentu. Teknik ini disusun berdasarkan MRI , namun ia menggunakan peningkatan di dalam pengonsumsian oksigen untuk mengonstruksikan gambaran-gambaran aktivitas otak.

Gambar Alat fMRI

Gambar Alat fMRI

 Hasil Gambar fMRI

Kognisi di dalam otak

A. Anatomi umum otak: otak depan, otak tengah, otak Belakang

Otak depan

• Otak depan terdiri atas struktur-struktur utama diantaranya: a) kulit otak (lapisan terluar hemisfer otak); b)ganglia basalis (kumpulan nucleon dan jaringan syaraf); c) sistem-sistem limbic (hipokampus, amigdala, septum); d)thalamus; e) hipotalamus.
• Fungsi dari kulit otak : terlibat didalam pencerapan dan pemrosesan informasi indrawi, berpikir, proses kognitif lainnya, dan perencanaan serta pengiriman informasi motorik.
• Fungi ganglia basalis : krusial bagi fungsi sistem motorik
• Fungsi sistem-sistem limbic: hipokampus terlibat dalam pembelajaran dan memori, amigdalam mempengaruhi rasa marah dan agresi, septum mempengaruhi rasa marah dan rasa takut
• Fungsi thalamus : stasiun pemancar utama bagi informasi sensorik yang datang menuju otak; menyalurkan informasi ke wilayah kulit otak yang tepat melaui urat-urat saraf yang berangkat dari thalamus ke wilayah-wilayah spesifik korteks.

Terdapat 4 nukleus talamik kunci yang berfungsi menyampaikan informasi visual, auditoris, somatosensoris, dan equilibrium, yaitu:

1. Nucleus genikulat lateralis: menerima informasi dari reseptor visual via saraf-saraf penglihatan à memancarkan informasi pada korteks visual à memampukan kita melihat.
2. Nucleus genikulat medialis: menerima informasi dari reseptor auditoris via saraf-saraf pendengaran à memancarkan informasi pada korteks auditoris à memampukan kita mendengar.
3. Nucleus ventropoterioris: menerima informasi dari sistem saraf somatic à memancarkan informasi pada korteks somatosensori primer à memampukan kita merasakan tekanan dan rasa sakit.
4. Nucleus ventrolateralis: menerima informasi dari serebelum (di otka belakang) à memancarkan informasi pada korteks motoris primer à memampukan kita merasakan keseimbangan fisik.

Fungsi Hipotalamus : mengontrol sistem endokrin, sistem saraf otonom, indra pencecap dan rasa haus, dan fungsi-fungsi kunci lainnya.

Otak tengah

• Terdiri atas struktur-struktur utama diantaranya: a) kolikuli superioris (atas); b)kolikuli inferioris (bawah); c)sistem pengaktif retikularis (RAS; juga meluas sampai otak belakang); d) materi abu-abu, nucleus merah, nigra substantia, wilayah ventralis
• Kolikuli superioris terlibat dalam penglihatan
• Kolikuli inferioris terlibat dalam pendengaran
• Sistem pengaktif retikularis penting untuk mengontol kesadaran, atensi, fungsi kardiorespiratoris, dan gerakan tubuh.
• Materi abu-abu, nucleus merah, nigra substantia, wilayah ventralis memiliki peran penting untuk mengontrol gerakan tubuh

Otak belakang

Terdiri atas struktrur-struktur utama sebagai berikut:

• Serebelum, berfungsi penting untuk mengontrol gerakan tubuh
• Pons ; esensial bagi keseimbangan, koordinasi dan keharmonisan gerak otot
• Medulla oblongata, berfungsi sebagai titik persimpangan tempat saraf mengarah silang dari satu sisi tubuh ke sisi otak sebaiknya. Terlibat pula dalam fungsi seperti kardiorepiratoris, pencernaan, dan menelan.

2. Kulit otak

• Kulit otak meliputi 80% otak manusia
• Kulit otak menjadi lapisan pembungkus terluar dua belahan otak, hemisfer otak sebelah kanan dan sebelah kiri.

3. Lobus-lobus hemisfer otak

- Lobus frontalis
Diasosiasikan dengan pemrosesan motorik dan proses-proses berfikir yang lebih tinggi seperti penalaran abstrak

- Lobus parietalis
Diasosiasikan dengan pemrosesan somatosensoris. Ia menerima input-input dari neuron terkait sentuhan, rasa sakit, rasa temperature, dan posisi tungkai-tungkai tubuh

- Lobus temporalis
Diasosiasikan dengan pemrosesan auditoris

- Lobus oksipitalis
Diasosiasikan dengan pemrosesan visual.

Gangguan-gangguan pada otak

Ada sejumlah gangguan otak yang dapat mengganggu fungsi kognitif kita. Uraian beriku didasarkan sebagian pada kerja Gazzaniga dan kolega-koleganya (dalam Sternberg, 2008)

Stroke

Stroke terjadi ketika aliran darak ke otak mengalami hambatan. Orang-orang yang mengalami stroke biasanya menunjukkan hilangnya fungsi-fungsi kognitif. Bentuk hilangnya fungsi-fungsi ini bergantung kepada area otak mana yang dipengaruhi stroke, seperti pada gambar berikut:

Simptom stroke biasanya langsung terjadi setelah stroke terjadi, berikut simptom stroke yang paling umum:

• Mati rasa atau kelelahan diwajah, lengah atau kaki
• Rasa bingun, kesulitan bicara atau memahami ucapan
• Gangguan pada penglihatan
• Pusing, mual-mual, sulit berjalan, hilang keseimbangan atau koordinasi anggota tubuh
• Sakit kepala berat tanpa diketahui penyebabnya

Tumor otak

Tumor otak disebut juga neoplasma, dapat memengaruhi fungsi kognitif dengan cara yang sangat serius. Ada dua jenis tumor otak:

• Pertama adalah tumor yang dimulai dari otak. Kebanyakan anak yang mengalami tumor jenis ini
• Kedua, tumor otak yang merupakan efek dari pertumbuhan tumor dibagian tubuh lain, misalnya paru-paru.

Tumor otak ada yang lunak dan ada yang ganas. Tumor lunak tidak mengandung sel-sel kanker, biasanya tumor ini bisa dihilangkan dan tidak akan tumbuh kembali. Sel-sel tumor lunak tidak menyerang sel-sel sekitarnya atau menyebar kebagian tubuh yang lain, namun jika akhirnya ia menekan area-area sensitif otak, tumor akan mengakibatkan gangguan kognitif yang serius.

Berikut ini simptom paling umum yang terjadi pada tumor otak

• Sakit kepala, biasanya memburuk dipagi hari
• Mual-mual dan muntah-muntah
• Perubahan dalam suara, ucapan, penglihatan atau pendengaran
• Gangguan pada keseimbangan atau berjalan
• Perubahan dalam suasana hati, kepribadian atau kemampuan untuk berkonsentrasi
• Masalah pada memori
• Kejang otot atau gemetar
• Mati rasa atau kelumpuhan pada lengan atau kaki

Luka pada kepala

Luka-luka pada kepala bisa diakibatkan oleh berbagai macam faktor seperti kecelakaan kendaraan, kontak dengan benda keras, dan terkena peluru. Luka-luka ini memiliki 2 jenis; luka dalam dan luka luar.

• Pada luka dalam, tengkorak masih utuh namun terjadi kerusakan pada otak, biasanya dari daya mekanis suatu hantaman pada kepala
• Pada luka luar, tengkorak tidak lagi utuh karena sudah terjadi rembesan darah yang keluar dari kepala, luka terkena peluru salah satu contohnya.

Simptom-simptom langsung yang menyertai luka pada kepala ini mencakup:

• Tidak sadarkan diri
• Pernafasan tidak normal
• Luka atau retakan yang dapat terlihat jelas
• Keluarnya darah atau cairan bening dari hidung, telinga, atau mulut
• Gangguan bicara atau penglihatan
• Pupil mata tidak sama besar
• Rasa tidak berdaya, lemah bahkan kelumpuhan
• Pusing-pusing dan mata berkunang-kungan
• Detak jantung meninggi bahkan bisa sampai terkena serangan jantung
• Sakit di leher atau leher menjadi kaku
• Muntah lebih dari dua-tiga kali
• Hilangnya kemampuan mengendalikan otot kandung kemih dan otot dubur

Daftar Pustaka

1. Sternberg, R.J. 2008. Psikologi Kognitif edisi keempat. Yogyakarta : Pustaka Pelajar
2. Solso, Robert.L., Otto H.Maclin, M. Kimberly Maclin. 2007. Psikologi Kognitif (edisi kedelapan). Jakarta :Erlangga

Sekian artikel tentan Definisi Neurosains Kognitif dan Metode Neurosains Kognitif.