Mekanisme Penyimpanan Memori pada Otak beserta Gangguannya

Kevina Suwandi

102012001/A4

Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Jalan Arjuna Utara nomor 6

Jakarta 11510

Proud_of_you16@yahoo.com

Pendahuluan

Pada dasarnya, semua makhluk ciptaan Tuhan memiliki otak. Dimana otak tersebut memiliki

bagian yaitu bagian otak besar,otak kecil dan batang otak. Pada bagian otak besar terdapat 6 lobus yaitu

lobus frontalis,lobus parietalis,lobus temporalis,lobus occipitalis,lobus insula dan lobus limbic. Otak

merupakan suatu pusat dari segala aktivitas kita. Otak tersebut memiliki area-area brodmann dimana

area brodmann tersebut masing-masing memiliki peran masing-masing. Pada dasarnya, otak memiliki

fungsi yang banyak.salah satu fungsinya adalah menyimpan memori. Dimana penyimpanan memori

tersebut adalah di hipokampus.

Hipokampus tersebut merupakan salah satu system limbic pada otak. Memori tersendiri

memiliki 2 jenis yaitu memori jangka pendek dan memori jangka panjang dimana pada memori jangka

pendek,kemungkinan lupa adalah besar. Namun pada memori jangka panjang,kemungkinan lupa adalah

kecil. Untuk mengubah memori jangka pendek menjadi jangka panjang perlu dilakukan pengulangan

memori jangka pendek tersebut. Perubahan memori jangka pendek menjadi memori jangka panjang

disebut konsolidasi memori.

1

Identifikasi Istilah yang Tidak Diketahui

1. Demensia Senilis adalah gangguan mental yang berlangsung progresif,lambat dan serius

yang disebabkan oleh kerusakan organik jaringan otak.1

Rumusan Masalah

1. Seorang laki-laki berusia 65 tahun mengeluh sering lupa namun ia sangat hafal berbagai

peristiwa yang dialaminya semasa muda.

2. Seorang laki-laki berusia 65 tahun sering lupa dengan hal yang baru terjadi

3. Menderita demensia senilis

Analisis Masalah

2

Gangguan Memori

otak

Mekanisme penyimpanan memori

Klasifikasi Memori

Makroskopik Mikroskopik

Faktor-faktor yang mempengaruhi

penyimpanan memori

Hipotesis

1. Laki-laki berumur 65 tahun mengalami gangguan memori

Sasaran Pembelajaran

1. Untuk mengetahui mekanisme penyimpanan memori otak

2. Untuk mengetahui tentang demensia senilis

3. Untuk mengetahui penyebab dari demensia senilis

4. Untuk mengetahui organ yang terlibat dalam penyimpanan memori otak

5. Untuk mengetahui faktor-faktor yang menyebabkan gangguan penyimpanan memori

6. Untuk mengetahui jenis-jenis memori otak

Otak

Otak merupakan organ yang telah terspesialisasi sangat kompleks.Berat total otak dewasa

adalah sekitar 2% dari total berat badan dan mempunyai sekitar 12 miliar neuron.Otak terdiri

dari otak besar, otak kecil dan batang otak. Otak memiliki pelindung otak yang disebut meninges

(pelindung otak) . Dimana meninges berfungsi untuk membungkus dan melindungi system saraf

pusat, membungkus dan melindungi pembuluh darah yang mendarahi Sistem saraf pusat dan

mengandung liquor cerebrospinalis(LCS). Lcs tersebut mengandung air,glukosa,asam

amino,vitamin C, vitamin B dan asam folat2

1. Cerebrum (otak besar)

Cerebrum adalah bagian terbesar dari otak manusia yang juga disebut dengan

nama Cerebral Cortex, Forebrain atau Otak Depan.Cerebrum membuat manusia memiliki

kemampuan berpikir, analisa, logika, bahasa, kesadaran, perencanaan, memori dan

kemampuan visual. Cerebrum terdiri dari 2 belahan, yaitu otak kanan (hemisphere

dextra) dan otak kiri (hemisphere sinistra). Kedua belahan otak tersebut dihubungkan

oleh corpus collosum yang berfungsi untuk menyeimbangkan aktivitas kedua otak besar

tersebut. Otak belahan kanan mengendalikan tubuh bagian kiri dan otak belahan kiri

mengendalikan tubuh bagian kanan. Fungsi otak kiri adalah untuk pemikiran

3

analistik,logika,bahasa ,sains dan matematik. Sedangkan fungsi otak kanan adalah untuk

pemikiran holistic,intuisi,kreatifitas,seni dan musik 3

Otak memiliki sulci-sulci yang memisahkan cerebrum menjadi lobus-lobus.

Cerebrum terbagi atas 6 lobus diantaranya adalah sebagai berikut:

(lihat gambar 1.1)

1. Lobus Frontal

Kontrol motorik, ekspresi emosi, pertimbangan moral, elaborasi pemikiran

2. Lobus Parietal  

Sensasi umum dan pengecap

3. Lobus Temporal  

Pendengaran, keseimbangan, pemahaman bahasa dan bicara, emosi, memori

4. Lobus Occipital  

Melihat, Memahami bahasa, bicara dan tulisan

5. Insula                

Aktivitas gastrointestinal/organ visceral

6. Lobus Limbik      

Emosi dan memori

Gambar 1.1 Lobus-lobus otak3

Sulcus centralis memisahkan antara lobus parietalis dan frontalis,sulcus parieto-

occipitalis memisahkan antara parietalis dan occipitalis,sulcus lateralis memisahkan

antara lobus temporalis dengan lobus parietalis-frontalis.3

4

Pada otak memiliki area brodmann (lihat gambar 2.1) dimana setiap area brodmann memiliki peran masing-masing. 4

Gambar 2.1 Area brodmann pada otak4

Berikut adalah peran masing-masing peran setiap area brodmann:4

No. Area Penamaan Fungsi1 Area 1, 2 dan 3 Somestetik Primer Bagian ini akan menerima sensasi dari

semua bagian tubuh dan disinilah menggapai kesaadaran. Sensasi umum ini mencakup antara lain: nyeri, suhu, raba, tekan dan proprioseptif.

2 Area 4 Korteks Frontalis Merupakan area motorik primer yang bertanggungjawab untuk gerakan-gerakan voluntar.

3 Area 8 Lapangan pandang frontal

Area 6 dan 8 ini bertanggungjawab untuk gerakan-gerakan menyidik voluntar dan deviasi konjugat dari mata dan kepala. Gerakan mata voluntar mendapat input dari area 4,6,8,9 dan 46.

4 Area 6

5 Area 5 dan 7 Asosiasi Somestetik Bagian ini banyak berhubungan dengan area-area sensorik lain dari korteks sensorik. Korteks asosiasi sensorik menerima dan mnegintegrasi berbagai modalitas sensorik, misalnya mengindentifikasikan mata uang dalam tangan tanpa melihat.

5

6 Area 9,10,11, dan 12

Korteks Prafrontalis Merupakan area-area yang berkaitan dengan kepribadian seseorang. Fungsi utamanya adalah melakukan kegiatan intelektual kompleks, beberapa fungsi ingatan, rasa tanggungjawab untuk melakukan tindakan dan sikap yang dapat diterima oleh masyarakat, ide-ide, pikiran yang kreatif, penilaian dan pandangan ke masa depan.

7 Area 17 Korteks Visual Primer

Bertanggungjawab untuk menerima informasi penglihatan dan menyadari sensasi warna.

8 Area 18 dan 19 Korteks Asosiasi Visual

Bagian ini menyebabkan informasi-informasi penglihatan menjadi berarti, berperan juga dalam refleks gerakan mata apabila sedang memandang atau mengikuti suatu objek.

9 Area 22 Korteks Asosiasi Auditorik

Bertanggung jawab atas interpretasi dari korteks auditorik primer dan bekerjasama dengan area Wernicke di dekatnya untuk pemahaman bahasa melalui pendengaran tersebut.

10 Area 40 Korteks Parietalis Bertanggungjawab untuk mengenal benda melalui sentuhan.

11 Area 41 dan 42 Korteks Auditorik Primer

Berfungsi sebagai penerima suara.

12 Area 44 dan 45 Area Bicara Motorik Broca

Bertanggungjawab atas pelaksanaan motorik berbicara.

 Pada tepi dalam cerebrum terdapat system limbic dan merupakan dasar dari diencephalon. 

Limbic system ini memiliki struktur seperti cincin dan mengelilingi bagian atas dari brain stem dan corpus

callosum. Berikut adalah komponen dari limbic system (lihat gambar 4.1) :

6

Gambar 4.1 Sistem limbic4

1. Lobus limbic

Terletak di tepi cerebral cortex pada permukaan medialsetiap hemisphere. Lobus limbic terdiri

dari beberapa bagian :

a. Cingulate gyrus

Terdapat diatas corpus callosum

b. Parahippocampal gyrus

Te rdapa t   d i   t empora l   l obus  bag i an bawah

c. Hippocampus

Merupakan bagian parahippocampal gyrus yangmemanjang ke bagian lateral ventricle.

Hippocampus mempunyai banyak hubungan tetapi kebanyakkan tidak langsung dengan sebagian

kortex cerebri seperti halnya dengan struktur basalis sistem limbik amigdala, hipothalamus, septum

dan korpusmamilaria. Hampir setiap pengalaman sensorik menyebabkan aktivitas setidaknya di

beberapa bagian hippocampus dan kemudian hippocampus menyebarkan sinyal-sinyal keluar

menuju thalamus anterior, hipothalamus dan system limbik terutama fornix (jaras penghubung

utama). Perangsangan pada berbagai area dalam hippocampus dapat menyebabkan berbagai pola

perilaku (contoh : kepuasan, rasa marah, ketidakpedulian,atau dorongan sex berlebih). Jika

hippocampus memberikan sinyal bahwa masukkan neuron tertentu bersifat penting, kemungkinan

besar informasi tersebut akan disimpan menjadi ingatan. Hippocampus ini juga yang menyebabkan

7

timbulnya dorongan untuk mengubah ingatan jangka pendek menjadi jangka panjang, dengan cara

hippocampus menjalarkan sinyal atausinyal-sinyal yang tampaknya membuat pikiran berulang-

ulang melatih informasi baru sampai menjadi ingatan yang permanen

2. Dentate gyrus

Terletak antara hippocampus dan parahippocampalgyrus

3. Amygdala

Berfungsi mengatur sinyal saraf,menyaring respons keadaan emosional, dan banyak neurotransimitter

opioid.

4. Septai nuclei

Terletak dibawah corpus callosum dan cerebral gyrus

5. Mammillary bodies of hippothalamus

6. Anterior nucleus dan medial nucleus

Merupakan dua buah nucleidari thalamus yang berperan dalam limbic circuits

7. Olfactory bulbs

8. Fornix,   Stria terminalis, Stria medullaris, Medial forebrain bundle dan mammillothalamic

Limbic system ini berperan dalam aktivitas emosional dan aktivitas perilakutak sadar dan disebut juga

“emotional brain”

Cerebrum terdiri dari 6 lapisan yaitu :

1. Lapisan molecular

2. Lapisan granular luar

3. Lapisan sel-sel pyramid

4. Lapisan granular dalam

5. Lapisan ganglioner

6. Lapisan sel multiform atau polimorf

Semua lapisan ini berisi neuroglia. Pada cerebrum ini terdapat sel pyramid, sel granuler,

sel horizontal dan sel martinotti.

8

2. Cerebellum (otak kecil)

Cerebellum merupakan bagian terbesar otak belakang.Otak kecil ini terletak di

bawah lobus oksipital cerebrum. Otak kecil terdiri atas dua belahan dan permukaannya

berlekuk-lekuk. Fungsi otak kecil adalah untuk mengatur sikap atau posisi

tubuh,keseimbangan,dan koordinasi gerakan otot yang terjadi secara sadar.Jika terjadi

cedera pada otak kecil,dapat mengakibatkan gangguan pada sikap dan koordinasi gerak

otot. Gerakan menjadi tidak terkoordinasi,misalnya orang tersebut tidak mampu

memasukkan makanan ke dalam mulutnya.3

Hemispherium cerebella dibagi menjadi lobus anterior, lobus posterior dan lobus

flocculonodular (lihat gambar 3.1)

Gambar 3.1 Cerebellum3

Pada cerebellum terdapat 3 lapisan yaitu lapisan molecular,lapisan

ganglioner,lapisan granular. Sel – sel yang terdapat pada cerebellum adalah sel stellata,

sel basket, sel purkinye, sel granular.

3. Batang Otak

Batang otak terdiri dari otak tengah (diensefalon), pons dan medulla

oblongata.Otak tengah merupakan bagian atas batang otak. Aquaductus cerebri

menghubungkan ventrikel ketiga dan keempat melalui otak tengah. Pada aquaductus

9

cerebri terdapat substansia grisea periquaductal yang mengelilingi aquaductus cerebri.

Substansia grisea periquaductal tersebut berfungsi untuk menghubungkan respon

terhadap nyeri visceral.selain diensefalon,terdapat pons. Dimana pons terletak diantara

mesencephalon dan medulla oblongata. Pons mengandung nuclei dari nervi craniales

V,VI,VII. Setelah pons, bagian paling caudal dari batang otak (medulla oblongata)

berlanjut menjadi medulla spinalis. Pada medulla oblongata ini, merupakan tempat

keluarnya nervus craniales VIII dan XII5

Memori

Memori merupakan penyimpanan dari pengetahuan yang telah didapat untuk dapat di

panggil kembali (recall). Perubahan pada neuron yang berkaitan dengan retensi atau

penyimpanan pengetahuan disebut jejak memori atau memory trace. Penyimpanan informasi

yang didapat dilakukan melalui 2 tahap yaitu memori jangka pendek dan memori jangka

panjang. Proses transfer dan penguatan memori jangka pendek menjadi memori jangka panjang

disebut konsolidasi memori.6

Berikut adalah perbandingan memori jangka panjang dengan jangka pendek:6

10

Mekanisme penyimpanan memori dari jangka pendek ke jangka panjang adalah sebagai

berikut:6

Dimana dari pembelajaran (stimulus) akan ditampung di penampungan memori jangka pendek.

Pada fase ini, kemungkinan akan lupa. Namun ketika memori jangka pendek ini terus diulangi

akan menjadi memori jangka panjang dimana pada memori jangka panjang,memiliki

kemungkinan kecil untuk lupa.6

Memori  masuk ke dalam otak melalui sinaps ( alur informasi), karena otak belajar

melalui kekuatan sinapsisnya. Dimana hippocampus (sistem limbik), amygdala (pusat ingatan

emosi), striatum (untuk mengendalikan kemampuan motorik),  mammillary bodies berperan aktif

didalam otak. Tiga proses dasar dari memori , yaitu Encoding (memasukkan

informasi), Storage(penyimpanan) dan Retrieval (menimbulkan kembali). Yang pertama adalah

proses mengingat dengan tahapan Encoding yaitu proses pengkodean terhadap apa yang

dipersepsikan dengan cara mengubah simbol-simbol tertentu pada organismenya.

Jadi encoding merupakan suatu proses mengubah sebuah informasi ke dalam bentuk yang sesuai

dengan sifat memori organisme itu sendiri. Informasi-informasi yang dapat disimpan olehnya

dapat diperoleh dengan cara sengaja maupun tidak sengaja. Kedua adalah proses

mengingat Storage atau proses penyimpanan informasi. Bagaimana penyimpanan terhadap apa

yang telah diproses pada tahap pengkodean. Ketiga adalah proses mengingat yang berkaitan

dengan menimbulkan kembali sebuah informasi-informasi yang telah tersimpan atau biasa

disebut Retrieval. Proses ini merupakan sebuah proses mencari dan menemukan informasi yang

disimpan dalam memori untuk digunakan kembali bila dibutuhkan.6

11

Penyimpanan jangka pendek berkaitan dengan habituasi dan sensitisasi. Habituasi

merupakan pengurangan respon terhadap adanya stimulus yang sama secara berulang.Sedangkan

sensitisasi merupakan peningkatan respon terhadap stimulus yang ringan menyertai stimulus

yang kuat.Kedua bentuk pembelajaran ini mempengaruhi tempat yang sama dengan cara yang

berbeda. Habituasi menekan aktivitas sinaps pada bagian aferen dan eferen sedangkan sensitisasi

meningkatkan aktivitas sinaps pada bagian aferen dan eferen.6

Ketika sudah berada di fase ini,yaitu pada penyimpanan jangka pendek, maka ada

kemungkinan besar lupa. Sehingga untuk mengubah penyimpanan memori jangka pendek

menjadi penyimpanan memori jangka panjang sehingga kemungkinan untuk lupa adalah kecil

bahkan menjadi memori permanen.

Dengan potensiasi memori jangka panjang,terjadi modifikasi sebagai akibat peningkatan

penggunaan pada sinaps yang akan meningkatkan kemampuan neuron presinaps untuk

mengeksitesi neuron postsinaps pada masa depan. Dengan begitu,semakin sering digunakan

koneksinya akan semakin kuat.Penguatan ini berkaitan dengan pembentukan lebih banyak

EPSPs (excitatory postsinaptic potential) pada neuron postsinaps sebagai respon signal kimia

dari input excitatory presinaps tertentu. Peningkatan respon eksitatori akan ditranslasikan

menjadi lebih banyak potensial aksi yang dikirimkan sepanjang sel postsinaps tersebut ke neuron

lainnya. LTP (long term potentiation) ini memerlukan waktu berhari-hari bahkan berminggu-

minggu untuk menkonsolidasi memori jangka pendek menjadi jangka panjang. LTP terjadi di

hipokampus.6

Mekanisme yang mendasari LTP ini sebenarnya masih menjadi bahan riset lebih lanjut

dan perdebatan. Ada beberapa bentuk LTP , ada yang berasal dari perubahan hanya pada neuron

postsinaps maupun pada komponen presinaps atau keduanya.

LTP dimulai saat neuron presinaps melepas neurotransmitter eksitatori glutamate sebagai

respon atas potensial aksi.Glutamat mengikat 2 jenis reseptor yaitu reseptor AMPA dan NMDA.

Reseptor AMPA merupakan kanal reseptor yang dimediasi oleh kimia yang membuka pada

pengikatan glutamate dan menyebabkan masuknya ion Na+. Selanjutnya terjadi pembentukan

EPSP pada neuron postsinaps. Reseptor NMDA merupakan kanal reseptor yang menyebabkan

Ca2+ dapat masuk saat kanal ini terbuka. Gerbang ini membuka pada pengikatan

glutamate,namun tidak menyebabkan ca2+ masuk. Hal itu disebabkan karena adanya

penyumbatan dari Mg2+.Depolarisasi tambahan neuron postsinaps yang dihasilkan oleh EPSP

12

akibat pengikatan glutamate pada reseptor AMPA dibutuhkan untuk mendepolarisasi neuron

postsinaps guna memaksa Mg2+ keluar dari channel.Oleh karena itu,meskipun glutamate

berikatan dengan reseptor NMDA,kanal tersebut tidak akan membuka sampai sel postsinaps

terdepolarisasi sebagai akibat aktivitas eksitatori yang lainnya. Masuknya kalsium setelah

ekspulsi Mg2+ bermanfaat untuk mengaktifkan jalur second messenger ca2+ pada neuron

postsinaps.Jalur tersebut memicu insersi secara fisik reseptor AMPA tambahan pada membrane

postsinaps.peningkatan reseptor AMPA ini mengakibatkan sel postsinaps memperlihatkan

respon EPSP yang lebih besar oleh pengaruh pelepasan glutamate dari neuron

presinaps.Mekanisme ini berperan untuk membantu penjagaan LTP.6

Selain itu, pada beberapa sinaps,aktivasi second messenger Ca2+ pada neuron postsinaps

menyebabkan sel tersebut melepaskan parakrin retrograde.Parakrin tersebut akan berdifusi ke

neuron presinaps untuk meningkatkan pelepasan glutamate pada neuron presinaps.

Mekanisme ini berperan untuk menjaga LTP. Modifikasi yang terjadi selama LTP tetap dijaga

sampai waktu yang lama sesudah aktivitas ini berhenti.Dengan begitu,informasi yang

ditransmisikan lebih efektif saat diaktivasi di masa depan.Jalur antara input presinaps inaktif

yang lain dan sel postsinaps yang sama tidak berpengaruh.LTP berkembang sebagai respon

aktivitas sering yang melintasi sinaps sebagai hasil input yang repetitive dan letupan yang intens

atau respon terhadap hubungan antara letupan satu input dengan input yang lain pada waktu

bersamaan. 6

13

Faktor-Faktor yang mempengaruhi memori

1. Senyawa-senyawa yang menghambat dan mengaktifkan neurotransimitter

2. Faktor usia

3. Faktor lingkungan

4. Trauma

5. Lesi dalam struktur otak

6. Faktor penyakit

Kesimpulan

Seorang laki-laki berusia 65 tahun tidak dapat mengingat kejadian yang baru

terjadi,namun dapat mengingat kejadian masa lalu nya dapat disebabkan oleh factor usia,factor

lingkungan,trauma, lesi dalam struktur otak,factor penyakit. Dimana yang berperan dalam

penyimpanan memori adalah hipokampus. Jadi, dapat dinyatakan bahwa hipotesis yang telah

dibuat yaitu Laki-laki berumur 65 tahun mengalami gangguan memori dapat terbukti. Dimana

pada dasarnya,laki-laki tersebut tidak dapat menyimpan memori jangka pendeknya. Sehingga

dapat dikatakan bahwa terjadi gangguan penyimpanan memori

14

Daftar Pustaka

1. Maryam R.S , Ekasari M.F , Rosidawati. Mengenal usia lanjut dan perawatannya.Jakarta:

Salemba Medika;2008. h 71

2. Ferdinand F.Praktis belajar biologi.Jakarta:Visindo;2006. h 158-9

3. Budiyono S. Anatomi tubuh manusia.Bekasi:Laskar Aksara;2011.h 20-3

4. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: EGC;2004.h 154-63

5. Pearce EC. Anatomi dan fisiologi untuk paramedic. Jakarta: Gramedia Pustaka

Utama;2009. h 286-93

6. Sherwood L. Human physiology: The Central Nervous System.7th

ed.Philadelphia:Brooks;2010.p 157-65

15