Sistem Informasi Otak Manusia

Oleh: Bambang Iman Santoso, Neuronesia Community

Jakarta, 11 April 2020. Cukup lama mitos otak kiri dan otak kanan telah terlanjur beredar bahkan di kalangan terpelajar sekalipun. Sebenarnya penulis sendiri tidak terlalu setuju dengan pernyataan ini. Artinya tidak menyalahkannya secara ekstrim. 

Pengetahuan belahan kiri dan kanan otak manusia sendiri memang pernah ditemukan dan diilmiahkan oleh Roger Wolcott Sperry. Bahkan pada tahun 1981 beliau memenangkan nobel terkait ini, khususnya di dalam bidang fisiologi dan dunia medis.

Faktanya secara fisik bila dibelah tulang tengkorak kita memang otak terdiri dari dua bagian besar; belahan kiri dan belahan kanan. Pemahaman dan eksploitasi yang berlebihan inilah  yang perlu diwaspadai. 

Sampai melabelkan dengan sebutan 'si otak kiri' dan 'si otak kanan'. Stereotip seperti laki-laki itu tipe otak kiri yang dominan, sedangkan perempuan lebih kanan yang dominan. 

Contoh-contoh seperti itu yang tidak didukung dengan data ilmiahnya. Kalau sekarang kita mengatakan atau menuliskannya seperti itu, bisa diperkarakan karena dianggap turut menyebarkan berita hoax, atau menyajikan informasi yang tidak benar.

Kecenderungan-kecenderungan fungsinya mungkin iya. Akan tetapi cara kerja otak sendiri tidak dari kiri ke kanan, atau dari kanan ke kiri. Ada corpus callosum ber-bandwith lebar sebagai trunk atau jalan tol yang menjembatani kedua area tadi. Dan kedua belahan hemisphere tersebut bekerja secara simultan berbarengan. 

Tidak sendiri-sendiri. Salah satu bukti ilmiahnya; itulah kenapa beberapa kali terjadi pada pasien yang terkena musibah kecelakaan tabrakan di jalan yang menyebabkan salah satu bagian kepalanya yang terluka, katakan fungsinya rusak. Namun pada kenyataannya, pasien tersebut masih bisa berpikir secara normal. 

Belahan satunya yang tidak terluka mengambil alih fungsi kerja otak yang rusak. Di dalam konsep neuroplastisitas otak, berlaku juga neurokompensasi. Artinya sirkuit-sirkuit listrik otak secara cepat, sinap-sinap hubungan antar sel-sel otak akan beradaptasi membentuk jalur-jalur neural pathways yang baru.

Paul Donald MacLean yang wafat di penghunjung tahun 2007, telah berhasil mengelompokan fungsi kerja otak ke dalam 3 bagian, yang dikenal dengan konsep 'triune brain'. Input informasi yang datang dari luar dan dalam tubuh manusia secara umum masuk ke dalam area fungsi bagian otak pertama. 

Otak yang paling kuno yang dikenal dengan sebutan otak reptil, otak primitif, otak buaya, otak kadal dan lain sebagainya. Selain posisinya paling bawah, fungsi kerjanya juga paling dasar, karenanya dinamakan sebagai lower brain. Fungsi dasar dimaksud adalah sebagai bagian sistem proteksi mahluk hidup yang paling penting. Antara hidup atau mati.

Proses informasi di bagian fungsi ini adalah untuk menghadirkan pilihan tindakan menyerang ataupun kabur. Pilihan lainnya juga tidak mengambil tindakan atau berdiam diri. 

Oleh karena itu bagian otak ini juga disebut dengan istilah 'survival brain'. Bagian proteksi dan peringatan dini, serta menghindar dari ancaman-ancaman yang ada untuk bertahan upaya memperjuangkan kehidupan seseorang.

Bagian pemrosesan otak pertama ini sangat vital. Beberapa fungsi penting dimaksud; mengatur gerakan-gerakan internal organ tubuh yang tidak dapat dikendalikan (uncontrollable) seperti denyut jantung, peredaran darah, proses produksi enzim, proses pencernaan, proses ekskresi dan sekeresi tubuh manusia. 

Termasuk fungsi lainnya yang semi-automatic, seperti pada sistem transmisi triptonic kendaraan mobil otomatis kita, yaitu: pengaturan nafas kita. Semua fungsi pemrosesan ini ada di bagian batang otak kita. Terdiri dari organ-organ otak terutama seperti pons, midbrain, medulla oblongata dalam hindbrain, dan cerebellum. 

Fungsi tombol saklar kehidupan manusia ada di medulla oblongata. Di dalam kedokteran, organ ini dipakai sebagai patokan untuk memastikan apakah si pasien masih hidup atau telah meninggal. Karenanya sangat vital untuk keberlangsungan hidup seseorang.

Informasi dari luar yang ditangkap dari lima panca indra kita dan sensor-sensor input indera lainnya internal dan eksternal. Sebelum masuk ke pemrosesan otak sub sistem berikutnya, semua input informasi difilter oleh RAS terlebih dahulu di area brainstem ini. Kecuali sinyal informasi indra penciuman yang memperoleh akses langsung ke sistem limbik. 

RAS singkatan dari reticular activating system. Bayangkan jika tidak ada sistem RAS ini, atau orang mengalami gangguan fungsi tersebut; berapa juta, miliar bahkan mungkin triliunan potongan frame gambar yang kita lihat yang harus kita rekam. Berapa banyak jenis suara yang seluruhnya kita dengar sepanjang hari. Jebol sudah sistem informasi otak kita bila hal itu terjadi.

Kemudian setelah informasi yang lulus sensor di RAS akan diteruskan ke sub sistem berikutnya; middle brain atau sistem limbik otak kita melalui thalamus yang berfungsi sebagai traffic manager. 

Organ yang sepintas menyerupai balon letaknya di atas ujung batang otak ini, bertugas menghimpun seluruh sinyal informasi baik dari sensor eksternal panca indra dan indera-indera lainnya, maupun sensor internal tubuh manusia, kemudian menyebarkan dan meneruskan ke seluruh bagian otak kita yang memerlukan. 

Baik itu ke sistem limbik subkortikal maupun kortikal (neokorteks) otak kita. The whole brain system. Konsep ini ditemukan oleh William Edward "Ned" Herrmann.

Pemrosesan sinyal bagian kedua berkemampuan sangat cepat memproses informasi. Di sistem limbik otak ada bagian-bagian organ yang terpenting, seperti; amygdala, hippocampus, dan hypothalamus. Khusus amygdala dikenal sebagai pusat emosi manusia. Karenanya sistem limbik ini dikenal sebagai otak emosional. 

Sedangkan hippocampus berfungsi sebagai tempat penyimpanan memori utama. Karena memori sesungguhnya bertebaran di bagian-bagian otak kita, bahkan di seluruh anggota tubuh kita. 

Namun hippocampus sebagai pusatnya. Terutama memori jangka panjang ada di sini. Pusat arsip otak kita. Beda lagi dengan hipotalamus, mempunyai peranan penting yang berfungsi memproduksi hormon-hormon. Salah satu fungsi paling penting dari hipotalamus adalah untuk menghubungkan sistem saraf ke sistem endokrin melalui kelenjar hipofisis (pituitary gland).  

Kehandalan sub sistem otak kita yang kedua ini, adalah kecepatan bekerjanya sistem limbik otak kita memproses sinyal-sinyal informasi yang masuk. 

Menjadikannya banyak pikiran-pikiran otomatis kita bekerja, tanpa kita sadari saat itu. Super cemerlang! Sub sistem ini memang difungsikan untuk kesigapan prosesor informasi utama layaknya mesin otomatis pikiran kita yang sangat efisien. Kelemahannya, dalam keadaan mendesak sistem ini bekerja sering terjadi kesalahan karena 'sok tahunya' respon super cepat amygdala. 

Kerap kali dijadikan kambing hitam sebagai biang kerok. Karena lokasinya yang paling terdekat dengan hippocampus. Begitu mudah mengambil file-file memori yang pernah ada tersimpan. 

Seharusnya dalam keadaan normal, pemrosesan sinyal informasi wajib diteruskan lapor ke executive brain (sub sistem berikutnya) untuk mendapatkan persetujuan PFC (prefrontal cortex) - CEO otak manusia.

PFC berada di sub sistem ketiga. Sub sistem ketiga yang dimaksud adalah EIS (executive information system). Kewaskitaan berpikir manusia dituntut dari sini. Hirarki keputusan tertinggi ada di sub sistem ini. Selain itu posisinya juga di atas, karenanya disebut juga dengan upper brain. Korteks secara umum, ada sensorik motorik di lobus parietal. Pencitraan visual ada di lobus oksipital. 

Area broca dan wernicke pemrosesan bahasa di lobus temporal di samping kiri dan kanan. Otak eksekutif atau human brain dimaksud terutama bagian depan atau lobus frontal. PFC berada di sini. 

Otak berfungsi membuat suatu tujuan, menyusunnya ke dalam rencana, berpikir dan berperilaku kognitif, menganalisa, menimbang-nimbang dan memutuskan, memoderasi perilaku sosial, memoderasi aspek-aspek tertentu dalam berbahasa. Bagian-bagian fungsi organ PFC pentingnya seperti; OFC (orbito frontal cortex), vmPFC (ventro medial PFC), dlPFC (dorsal lateral PFC), dan ACC (anterior cingulate cortex). 

Seperti di penulisan sebelumnya, fungsi otak eksekutif atau EIS ini dibagi ke dalam tiga bagian besar; a) working memory, b) inhibitory control, dan c) cognitive flexibiliy.

Dalam kenyataannya proses pengambilan keputusan tetap selalu melibatkan unsur emosional. Jadi neural pathways-nya akan bolak-balik antar limbik-PFC dan atau PFC-limbik. Semakin dilatih semakin bagus kualitas proses berpikir. Berpikir berbasiskan otak sehat. Otak sehat tidak sekedar otak normal. 

Tapi otak sehat adalah otak normal yang difungsikan untuk pikiran-pikiran positif, pikiran konstruktif ! Bukan sebaliknya. Sehingga kita bisa berpikiran jernih atau clear mind. Termasuk berpikiran kreatif dan inovatif di sini. Flexible wisdom thinking dan metathinking, is thinking about thinking.

Namun seperti kedua sub sistem sebelumnya, di balik kelebihan-kelebihan otak eksekutif khususnya PFC, ada juga keterbatasan-keterbatasannya. Di antaranya karena luas permukaan otak ini bila dibeberkan hanya seluas kartu nama. Sehingga proses sinyal informasinya harus sangat efisien. 

Semua rentetan keputusan diproses secara sekuensial, tidak paralel. Dia hanya bisa memproses dan mengingat spontanitas dengan jumlah yang hanya dapat dihitung dengan jari. 

Rata-rata tidak bisa menangani tidak lebih dari lima items. Informasi secara masif yang dipaksa untuk diproses otak PFC, atau berpikir secara masif, akan membebaninya. Kita mengatakannya dengan sebutan 'cognitive overload'.

Seperti layaknya kita memberi order pesan belanja ke asisten atau pembantu rumah tangga tidak bisa banyak items yang harus diingat. Bila lebih dari lima sebaiknya meminta kepadanya untuk mencatat di secarik kertas atau di handphone-nya. 

Dan juga lucunya, pada saat kita dalam keadaan emosional (sedang marah, sedih, ketakutan atau riang, gembira, senang yang berlebih) otak PFC kita pun macet, dan juga tidak aktif. Kita tidak bisa berpikir jernih, atau saat bersamaan tidak mampu berpikir secara kognitif. 

Dikenal dengan istilah 'cognitive shutdown'. Berlaku hukum homeostasis otak keseimbangan energi listrik yang mengalir kedua area sub sistem tadi.

Untuk mempermudah dalam praktiknya sehari-hari di lapangan, kedua sub sistem otak primitif dan sistem limbik dijadikan satu yang disebut dengan sistem 1. Atau hot system. Jadi disederhanakan hanya ada dua sistem berpikir. Sistem 1 yang cepat berpikir, fast thinking, yaitu batang otak reptil disatukan dengan sistem limbik. Dikenal juga dengan otak emosional. 

Dan sistem 2 atau cool system yang lebih lambat prosesnya berpikir, slow thinking, yaitu PFC bagian dari otak eksekutif kita. Dikenal juga dengan istilah otak rasional. Konsep ini dihadirkan oleh Daniel Kahneman, seorang American-Israeli psychologist. Secara detil konsep ini dipaparkan olehnya ke dalam buku yang berjudul 'Thinking, Fast and Slow'.  

Daniel juga menjelaskan berbagai macam bias pikiran otak kita dalam mengambil keputusan. Dibahas di dalam bukunya yang berjudul; "Heuristics and Biases: The Psychology of Intuitive Judgment".

 

Sistem Saraf Manusia dan S.O.R

Proses berpikir yang terjadi di otak kita tidak lain adalah salah satu bagian dari sistem saraf manusia secara keseluruhan. Tepatnya di sistem saraf pusat atau CNS (central nervous system). 

Jadi kalau kita ingin melihat prosesnya secara keseluruhan bagaimana sistem informasi otak manusia berpikir, bersikap dan bertindak, serta berperilaku, juga berbudaya, sebaiknya melibatkan sub sistem - sub sistem proses informasi lainnya.

Contoh ilustrasinya pada saat kita ingin membudayakan kerja rajin dan pintar. Misalkan dimulai dengan membiasakan bangun pagi, kita membuat perencanaan itu dan meniatkan, serta melakukannya setiap hari. Otak telah menyimpan program bangun pagi, tanpa alarm, telah memberikan perintah bangun. 

Proses di kognitif dan afektif mengirimkan sinyal informasi melalui neuron motorik, yang berada di atas lobus parietal kita dan diteruskan melalui interneurons ke seluruh anggota tubuh badan kita terutama kaki dan tangan melalui susunan saraf yang ada di tulang belakang atau spinal cord terusannya ke bawah dari batang otak. 

Sampai sumsum tulang belakang itu yang disebutkan dengan CNS tadi. Sedang dari sumsum tulang belakang ke masing-masing bagian organ tertuju mulai masuk ke bagian subs sistem lainnya yang dinamakan PNS (peripheral nervous system) atau dalam bahasa kitanya sistem saraf tepi. 

Sebaliknya informasi yang balik ke otak atau yang datang dari rangsangan melalui PNS diteruskan ke CNS neuron sensorik di lobus parietal kepala kita, dan kembali diproses oleh limbik dan PFC otak kita.

Namun untuk berhasil membiasakan dan menjadi budaya kerja rajin yang pintar, hal ini harus dilakukan secara berulang-ulang sehingga jalur-jalur neural pathways bangun pagi menjadi tebal dan lancar tanpa hambatan. 

Kita lakukan pertama-tama membiasakan setiap harinya misal 40 hari pertama, kemudian diteruskan menjadi 3 bulan, dan seterusnya. Minimal harus dilakukan selama setahun kita baru bisa mengatakan mempunyai budaya kerja yang baru. 

Programnya sudah tersimpan dalam sistem otomatis berpikir kita yang tidak hanya melibatkan sistem limbik otak kita. Tapi juga melibatkan sub sistem lainnya, yaitu ANS (autonomic nervous system) yang terutama berada di area batang otak untuk menggerakkan atau memerintahkan dan mengatur detak jantung, pupil mata, otot polos, dan lain sebagainya. ANS, sistem saraf otonom ini terbagi menjadi dua macam, yaitu saraf simpatik dan parasimpatik.

Di dalam pengembangan manusia bionik, robotik, dan cyborg harus menguasai dan mendalami ilmu ini. Mesin kaki buatan atau tangan buatan bagaimana menjadi bagian tubuh kita yang 'semi organik'. Prof. Hugh Herr dari MIT, membuat dan mengembangkan konsep tersebut yang disebut dengan NeuroEmbodied Design untuk bantu mewujudkan fungsi cyborg benar-benar aktif. 

Menurutnya operasi amputasi bagian tubuh yang modern tidak mematikan saraf sensorik dan motorik di anggota tubuh yang dipotong. Paling ideal me-loopback-nya. 

Sehingga pada saat diperlukan, ingin menyambungkan dengan mesin anggota tubuh buatan tersebut, loopback jumpers-nya dibuka kembali, sensor eletroniknya dapat menangkap sinyal neuron motorik perintah bergerak dari otak.

Serta sebaliknya output sistem mesin ini dapat mengirimkan sinyal rabaan atau sensasi dari kaki atau tangan buatannya melalui sistem saraf tepi yang diteruskan melalui sumsum tulang belakang sampai ke neuron sensorik yang ada di lobus parietal untuk ditangkap dan diproses otak kita lebih lanjut. 

Kemudian, bila jalur CNS dan PNS ini rusak, solusi alternatifnya bisa di-tab elektrik sinyal di lobus parietal dan diberikan nanochip super kecil dan meneruskan sinyal informasi masuk dan keluar melalui koneksi bluetooh atau nirkabel lainnya alias wireless, untuk menggerakan kaki dan tangan tiruan tersebut.

Dalam bertindak dan berperilaku, selain kita telah sedikit membahasa CNS, PNS dan ANS, ada satu lagi yang terakhir ramai didiskusikan, terutama dalam proses sinyal informasi pengambilan keputusan manusia, yaitu ENS enteric nervous system atau intrinsic nervous system. ENS sebenarnya bagian dari sistem ANS. 

Sistem neurons ENS berada di area perut, proses pencernaan kita. Oleh karena itu sering disebut juga otak kita yang kedua (the second brain). Lebih lengkapnya dikenal dengan segitiga 'microbiome–gut–brain axis'. Hal ini yang dapat menjelaskan parameter faktor kesuksesan kepemimpinan antara 2 orang pengambil keputusan, yang mempunyai kesamaan kemampuan berpikir, latar belakang pendidikan, ekonomi, sumber daya, dan lain sebagainya. 

Namun faktanya kenapa si A lebih sukses memimpin perusahaannya dibanding si B. Ternyata si A memiliki keberanian (gut) yang lebih, dalam proses pengambilan keputusan dibanding si B. Oleh karena itu dikenal juga dengan sebutan 'Gut Brain'. Do you have gut brain?

Terakhir yang perlu diingat dalam menangani kejiwaan seseorang, banyak juga yang gagal dalam memahami konsep manusia. Ingat saja pendekatan ini; dalam sistem informasi kita sama-sama tahu selalu ada input dan output. 

Sedangkan sistem yang efektif adalah prosesnya di tengah antar input dan output selalu ada process yang menghasilkan nilai tambah yang signifikan. Dalam terapi, input di sini adalah stimulan yang diberikan (S). Sedangkan output adalah respon pasien (R). 

Tetapi sering dilupakan proses di tengahnya yang ternyata sangat kompleks. Mengingat otak manusia adalah bagian organ mahluk hidup organik (O) bukan mesin seperti komputer. 

Beda makan atau nutrisi, beda cuaca, kadar oksigen, kurang tidur atau kurang istirahat, kurang olahraga, kurang rileks, kurang meditasi dan kurang upaya pendekatan diri kepada sang Khalik sebagai penciptanya, dan masih banyak faktor lainnya akan menghasilkan respon yang beragam. 

Belum lagi faktor alam, faktor lingkungan, faktor usia dan generasi ataupun pengetahuan dan pengalaman yang dimilikinya berbeda-beda. Masya Allah. (BIS)