Neurosains, Menelusuri Misteri Otak Manusia

Fokus SSP adalah otak dan medulla spinalis. Pembahasan otak, meliputi: perkembangan otak, lapisan pelindung, cairan serebrospinalis, serebrum, area fungsional korteks serebri, diensefalon, sistim limbik, otak tengah, pons, serebelum, medulla oblongata, formasi retikular. Pembahasan medulla spinalis, meliputi: fungsi medulla spinalis, struktur umum, struktur internal, traktus spinal. 

PNS, meliputi: 12 pasang saraf kranial, 31 pasang saraf spinal, dan sistem saraf otonom (SSO). SSO merupakan sistem motorik eferen viseral. SSO memiliki dua divisi, yaitu: divisi simpatis dan parasimpatis. Neurotransmiter SSO: asetilkolin, norepinefrin.

 

Perkembangan dan Pertumbuhan Sistem Saraf, bab 7; menurut Taruna Ikrar, tujuan studi perkembangan sistem saraf (neurogenesis, neurodevelopment) untuk menggambarkan dasar perkembangan seluler otak serta memahami mekanisme yang mendasarinya. Sistem saraf berasal dari ektoderm atau lapisan terluar jaringan embrio.

Pada minggu ketiga usia embrio,  neuroectoderm muncul dan membentuk lempeng saraf di sepanjang sisi embrio. Bagian paling anterior dari tabung saraf yang disebut telencephalon, mengembang cepat karena proliferasi sel, dan akhirnya membentuk otak, (otak manusia melakukan sebagian besar perkembangannya dalam 20 tahun pertama kehidupan. Secara umum, proses perkembangan saraf dapat dibagi menjadi dua mekanisme utama, yaitu: mekanisme independen dan dependen). Selama perkembangan embrio dalam fase awal, ektoderm menjadi diarahkan dalam pembentukan epidermis (kulit) dan jaringan saraf. Sisa dari ektoderm menimbulkan epidermis (kulit). Juga, pada usia ini, neural plate melipat keluar membentuk alur saraf. Pembentukan tabung saraf ektoderm disebut neurulasi.

Di akhir minggu keempat usia kehamilan, ujung terbuka tabung saraf (neuropores), akan menutup. Pada akhir keempat, bagian superior fleksi tabung saraf pada mesencephalon, berkembang ke prosencephalon, di bawahnya adalah rhombencephalon. Lalu optik vesikel berkembang menjadi saraf optik, retina, dan iris yang terbentuk di basal prosencephalon. Ektoderm mengikuti jalur standar untuk berkembang menjadi jaringan saraf. Migrasi neuronal adalah metode perjalanan perkembangan atau kelahiran neuron dari asalnya menuju posisi terakhirnya di otak. Caranya, dengan migrasi radial, tangensial, atau multipolar.

Kelangsungan hidup neuron diatur oleh faktor trofik, seperti: Nerve Growth Factor (NGF), CNTF, GDNF, dsb. Perkembangan di SSP, ditentukan oleh mediator pembentukan sinaps dan bersifat aktif dalam mengidentifikasi sinyal yang memediasi sinaptogenesis SSP tersebut. Riset imaging membuktikan bahwa dendrit sangat dinamis selama fase pengembangan dan sering memulai kontak dengan akson. Pembentukan sinaps di SSP berkorelasi dengan proses diferensiasi astrosit menunjukkan bahwa astrosit memungkinkan menjadi faktor sinaptogenik, namun identitas factor astrositik ini belum diketahui.

Aplikasi Neurosains dalam Kedokteran, bab 8, menguraikan tentang aplikasi kedokteran nuklir dalam neurosains, teknik imaging modern, klinis neurosains pada migrain dan parkinson. Pada neurosains, aplikasi digunakan dengan pelbagai peralatan canggih, seperti: MRI (Magnetic Resonances Imaging), MRI angiografi, MRI spektroskopi, PET (Positron Emission Tomography) scan, SPECT (single-photonemission computed tomography); dan semuanya itu sangat bermanfaat pada transplantasi seluler yang ditempatkan di otak, penggunaan nuklir sebagai obat molekuler, radiologi intervensi, radioisotope jenis nuklir.

Aplikasi Neurosains dan Kemajuan Biologi Modern, bab 9. Pada bagian ini ada uraian tentang neurobiologi. Neurobiologi adalah cabang neurosains, yang mempelajari unsur-unsur biologi sistem saraf. Cakupan neurobiologi antara lain pemanfaatan stem cell dalam neurosains, stem cell dalam bidang biologi, stem cell dan terapi sel. Ruang lingkup neorobiplogi semakin meluas tergantung pendekatannya seperti: molekuler, seluler, perkembangan pertumbuhan, struktural, fungsional, evolusi, komputasi, dan medis.

Dalam berbagai penelitian, terapi sel dengan menggunakan multi sel induk dewasa telah menunjukkan keberhasilan, hal ini dapat diaplikasikan untuk pengobatan penyakit degeratif pada manusia. Stem sel juga berpotensi mengatasi gangguan neurodegeneratif lainnya, seperti: penyakit Alzheimer, amyotrophic lateral sclerosis. Selain itu, aplikasi stem sel terpenting adalah regenerasi sel dan jaringan yang berpotensi terapi pelbagai penyakit yang selama ini sangat sulit disembuhkan.

Aplikasi Neurosains dan Brain Super Computer, bab 10. Menguraikan pemetaan otak manusia dan brain super computer. Kunci utama memahami manusia adalah dengan memahami otak. Di dalam otak terjadi proses berpikir, perasaan, imaginasi, kegembiraan, ketakutan, membuat keputusan, interaksi, dan semua aktivitas hidup dan kehidupan manusia. Oleh sebab itu, para pakar neurosains berusaha dan berjuang mengungkapkan misteri sirkuit pemetaan otak manusia. Upaya pemetaan sirkuit atau networking antar sel-sel saraf  di otak tersebut, dalam rangka melakukan revolusi pada bidang teknologi informasi. Dengan demikian, akan memungkinkan, para ahli IT, merancang superkomputer, robot, sensor dan perangkat lain yang jauh lebih kuat, lebih cerdas.