OTHER SENSORY SYSTEM

OTHER SENSORY SYSTEM

    Evolusi digambarkan sebagai "hemat". Setelah menyelesaikan satu masalah, ia memodifikasi solusi tersebut untuk masalah lain dan bukannya memulai dari awal. Misalnya, bayangkan sebuah gen untuk reseptor visual pada hewan vertebrata awal. Buatlah duplikat dari gen tersebut , modifikasi sedikit, dan presto: Gen baru membuat reseptor yang merespons panjang gelombang cahaya berbeda, dan penglihatan warna menjadi mungkin. Dalam bab ini, Anda akan melihat lebih banyak contoh prinsip ini. Berbagai sistem sensorik memiliki spesialisasinya masing-masing mereka juga punya banyak komentar.

Modul 6.1 :Audition

Suara dan Telinga

    Pendengaran mengingatkan kita akan berbagai macam informasi berguna. Jika Anda mendengar papan berderit di rumah Anda atau ranting patah di hutan. kamu tahu kamu tidak sendirian. Anda mendengar suara napas, dan Anda tahu ada orang atau hewan di dekatnya. Kemudian Anda mendengar suara ramah yang familiar, dan Anda tahu bahwa semuanya baik-baik saja.

Fisika dan Psikologi Suara

    Gelombang suara adalah kompresi periodik udara, air, atau media lainnya. Saat pohon tumbang, pohon dan tanah bergetar, menimbulkan gelombang suara di udara yang menghantam mobil. Gelombang suara bervariasi dalam amplitudo dan frekuensi. Amplitudo gelombang suara adalah intensitasnya. Secara umum, suara dengan amplitudo lebih besar terdengar lebih keras, namun ada pengecualian. Misalnya, musik rap yang diucapkan orang yang santai terdengar lebih keras daripada musik lambat dengan amplitudo fisik yang sama.

    Frekuensi bunyi adalah jumlah kompresi per detik, diukur dalam herrz (Hz, siklus per detik). Pitch adalah aspek persepsi yang terkait. Suara yang frekuensinya lebih tinggi memiliki nada yang lebih tinggi. Gambar 6.1 mengilustrasikan amplitudo dan frekuensi suara. Ketinggian setiap gelombang berhubungan dengan amplitudo, dan jumlah gelombang per detik berhubungan dengan frekuensi.

Kebanyakan manusia dewasa mendengar suara berkisar antara 15 hingga 20 1Hz hingga kurang dari 20.000 Hz. Anak-anak mendengar frekuensi yang lebih tinggi dibandingkan orang dewasa, karena kemampuan untuk merasakan frekuensi tinggi menurun seiring bertambahnya usia dan paparan suara keras (B. A. Schneider, Trehub, Morrongiello, & Thorpe,

GAMBAR 6.1 Empat gelombang suara

Baris paling atas mewakili lima gelombang suara dalam 0,1 detik, atau 50 Hz-suara frekuensi rendah yang kita alami sebagai nada rendah. Tiga garis lainnya mewakili 100 Hz. Luas vertikal setiap garis mewakili amplitudonya, yang kita alami sebagai kekerasaan.

Biasanya, hewan besar seperti gajah dapat mendengar nada rendah dengan baik, dan hewan kecil seperti tikus mendengar nada tinggi. termasuk beberapa yang jauh di atas apa yang bisa kita dengar. Selain amplitudo dan pirch, aspek bunyi yang ketiga adalah timbre (TAM-ber), yang berarti kualitas nada atau kompleksitas nada. Dua alat musik yang memainkan nada yang sama dengan kenyaringan yang sama akan menghasilkan bunyi yang berbeda, begitu pula dua orang menyanyikan nada yang sama dengan kenyaringan yang sama. Misalnya, instrumen apa pun yang memainkan nada pada 256 Hz akan secara bersamaan menghasilkan sejumlah suara pada 128 Hz, 512 Hz, dan 512 Hz seterusnya disebut harmonik nada utama. Jumlah harmonik berbeda antar instrumen, sehingga menghasilkan rimbre.

Orang mengomunikasikan emosi melalui perubahan nada, kenyaringan, dan timbre. Misalnya, cara Anda mengatakan sesuatu yang menarik dapat menunjukkan persetujuan (itu benar-benar menarik), sarkasme (mungkin membosankan), atau kecurigaan (Anda pikir seseorang telah mengisyaratkan sesuatu tanpa mengatakannya). Menyampaikan informasi emosional melalui nada suara dikenal sebagai prosodi.

Ketika gelombang suara menghantam membran timpani di (al), gelombang tersebut menggetarkan tiga tulang kecil yaitu palu, landasan, dan sanggurdi-yang mengubah alat suara menjadi getaran yang lebih kuat di koklea yang berisi cairan (b). Getaran tersebut menggantikan sel-sel rambut di sepanjang membran timpani. bran baslar mer di koklea. (c) Penampang melintang koklea. (d) Gambar dari dekat sel har. 

Mikrograf elektron berwarna artifisial ini menunjukkan stereociña di atas sel rambut. Saat gelombang suara menggerakkan cairan melintasi sterencilia, ia membengkokkannya, memicu respons sel-sel rambut.

getaran ke jendela oval, selaput di tulang-tulang ini kadang-kadang dikenal dengan bahasa Inggrisnya. nama (palu, landasan, dan sanggurdi) dan terkadang dengan nama latinnya (malleus, incus, dan stapes). Membran timpani berukuran sekitar 20 kali lebih besar dari telapak kaki sanggurdi, yang menghubungkan ke jendela oval. Seperti pada pompa hidrolik, getaran membran timpani diubah menjadi getaran yang lebih kuat pada sanggurdi yang lebih kecil. Efek bersih mengubah gelombang suara menjadi gelombang dengan tekanan lebih besar pada jendela oval kecil. Transformasi ini penting karena getaran di udara tidak dapat secara langsung menghasilkan getaran yang signifikan pada sabuk fluida kental di jendela oval.

Bagian dalamnya berisi struktur berbentuk siput yang disebut koklea (KOCK-lee-uli, bahasa Latin untuk "siput"). Penampang koklea, seperti pada gambar menunjukkan tiga terowongan panjang berisi cairan: skala vestibuli, skala media, dan skala tym pani. Sanggurdi membuat jendela oval bergetar di pintu masuk skala vestibuli, sehingga mengatur cairan di koklea secara monon. Reseptor pendengaran, yang dikenal sebagai sel rambut, terletak di antara membran basilar koklea di satu sisi dan membran tektorial di sisi lain. Getaran dalam cairan koklea menggantikan sel-sel rambut, yang bereaksi terhadap perpindahan sekecil 10 meter (kira-kira diameter satu aton), sehingga membuka saluran ion di membrannya (Ferriplace, 1990; 1-Hudspeth, 1985) . Gambar ini menunjukkan mikrograf elektron sel rambut manusia. Sel-sel rambut merangsang sel-sel saraf pendengaran, yang merupakan bagian dari saraf kranial kedelapan.

Persepsi Pitch

Kemampuan Anda untuk memahami pembicaraan atau menikmati musik bergantung pada kemampuan Anda untuk membedakan suara-suara dengan frekuensi berbeda. Bagaimana Anda melakukannya Menurut teori tempat, membran basilar menyerupai senar piano, dengan masing-masing area di sepanjang membran disetel ke frekuensi tertentu. (Jika Anda membunyikan nada dengan garpu tala di dekat piano, Anda menggetarkan senar piano sesuai nada tersebut.) Menurut teori ini, setiap frekuensi mengaktifkan sel-sel rambut hanya di satu tempat di sepanjang membran basilar, dan sistem saraf membedakan frekuensi berdasarkan respons neuron. Kejatuhan teori ini adalah bahwa berbagai bagian membran basilar saling menempel terlalu erat sehingga bagian mana pun tidak dapat beresonansi seperti senar piano. Menurut teori frekuensi, membran basilar bergetar selaras dengan suara, sehingga menyebabkan akson saraf pendengaran dihasilkan. potensial aksi pada frekuensi yang sama. Misalnya, suara dengan frekuensi 50 Hz akan menimbulkan 50 potensial aksi per detik pada saraf audnoris. Kejatuhan teori ini dalam bentuknya yang paling sederhana adalah bahwa periode refraktori suatu neuron, meskipun bervariasi, biasanya sekitar 1/1000 detik, sehingga laju pengaktifan maksimum suatu neuron adalah sekitar 1000 Hz. sangat pendek frekuensi tertinggi yang kita dengar

Teori yang ada saat ini merupakan modifikasi dari kedua teori tersebut. Untuk suara berfrekuensi rendah (sampai sekitar 100 Hz-lebih dari satu oktaf di bawah C tengah dalam musik, yaitu 264 Hz), membran basilar bergetar selaras dengan gelombang suara, sesuai dengan teori frekuensi, dan saraf pendengaran akson menghasilkan satu potensial aksi per gelombang. Suara lembut mengaktifkan lebih sedikit neuron, dan suara yang lebih kuat mengaktifkan lebih banyak neuron. Jadi, pada frekuensi rendah, frekuensi impuls mengidentifikasi nada, dan jumlah sel yang ditembakkan mengidentifikasi kenyaringan. Ketika suara melebihi 100 Hz, menjadi lebih sulit bagi satu nen ton untuk terus menembak secara sinkron dengan gelombang suara. Pada frekuensi yang lebih tinggi, mungkin ada lima pada setiap gelombang kedua, ketiga, keempat, atau berikutnya. Potensi aksinya dikunci pada puncak gelombang suara (yaitu terjadi pada fase yang sama dalam gelombang suara), seperti yang diilustrasikan di sini:

Setiap gelombang nada frekuensi tinggi menggairahkan setidaknya beberapa orang neuron pendengaran. Menurut prinsip voli diskriminasi nada, saraf pendengaran secara keseluruhan menghasilkan lembah impuls untuk suara hingga sekitar 4000 per detik, meskipun tidak ada akson individu yang mendekati frekuensi tersebut (Rose, Brugge, Anderson, & Hind, 1967). Namun, di luar frekuensi 4000 Hz, bahkan gelombang impuls yang terhuyung-huyung pun tidak dapat mengimbanginya dengan gelombang suara.

Korteks Auditori 

Saat informasi dari sistem pendengaran melewati area subkortikal, akson bersilangan di otak tengah untuk memungkinkan setiap belahan otak depan mendapatkan sebagian besar masukan dari telinga yang berlawanan (Glendenning, Baker, Hutson, & Masterton  , 1992 ).  Informasi tersebut akhirnya mencapai korteks pendengaran primer (area A1) di korteks temporal superior, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.5.  

 GAMBAR 6.5 Rute impuls pendengaran dari reseptor di telinga ke korteks pendengaran 

Nukleus koklea hanya menerima masukan dari telinga ipsilateral (telinga di sisi kepala yang sama).  Semua tahapan selanjutnya mendapat masukan dari kedua telinga, namun lebih kuat dari telinga kontralateral.

 

Organisasi korteks pendengaran mirip dengan korteks visual, dengan jalur "apa" dan "di mana". Pasien dengan kerusakan di korteks temporal superior bisa tuli terhadap gerakan suara. Area Al aktif saat orang membayangkan suara, seperti saat melihat video tanpa suara. Studi menunjukkan bahwa dalam pengalaman mendengarkan lagu-lagu, area A1 aktif ketika mendengar bagian yang dikenal namun tidak pada bagian yang tidak dikenal. Perkembangan sistem pendengaran dipengaruhi oleh pengalaman, seperti halnya sistem visual. Kebisingan konstan dapat mengganggu perkembangan pendengaran, sulit mengidentifikasi suara individu. Pada individu tuli sejak lahir, korteks pendengaran berkembang lebih sedikit.

 

Namun, sistem visual dan pendengaran berbeda dalam hal ini: Kerusakan pada area Vi membuat seseorang buta, sedangkan kerusakan pada area Al tidak.  menghasilkan ketulian.  Orang dengan kerusakan pada korteks pendengaran primer mengalami kesulitan dalam berbicara dan musik, namun mereka dapat mengidentifikasi dan melokalisasi satu suara dengan cukup baik (Tanaka, Kamo, Yoshida, & Yamadori, 1991).  Ternyata, korteks tidak diperlukan untuk mendengar, tapi hanya untuk memproses informasi.

 

Ketika peneliti merekam dari sel-sel di korteks pendengaran primer sambil memainkan nada murni, mereka menemukan bahwa sebagian besar sel mempunyai nada yang disukai, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.6.  Perhatikan gradien dari area yang responsif terhadap nada rendah hingga area yang responsif terhadap nada lebih tinggi dan lebih tinggi.  Korteks pendengaran menyediakan apa  yang para peneliti sebut sebagai peta tonotopik suara.

GAMBAR 6.6 Korteks pendengaran primer manusia Sel-sel di setiap area terutama merespons nada-nada dengan frekuensi tertentu.

 

Sifat sel dalam korteks pendengaran bervariasi; beberapa merespons dengan tajam pada satu nada, sementara yang lain merespons beberapa nada di sekitarnya. Kebanyakan sel memberikan respons terbaik pada bunyi kompleks, seperti nada dominan dan harmonik. Area tambahan di sekitar korteks pendengaran primer merespons pada "objek" pendengaran, seperti suara mesin dan musik. Banyak faktor yang dapat mengganggu pendengaran.  Mengidentifikasi penyebab gangguan pendengaran dapat membantu menemukan solusinya.

Ketulian

Meskipun hanya sedikit orang yang benar-benar tidak peka terhadap semua suara, banyak orang yang mengalami gangguan yang cukup parah sehingga mengurangi atau menghalangi pemahaman pembicaraan.  Dua kategori gangguan pendengaran adalah tuli konduktif dan tuli saraf.  

 

Penyakit atau tumor tulang bisa menyebabkan tuli konduktif, yang bisa sementara dan dapat diperbaiki dengan pembedahan atau alat bantu dengar. Orang dengan tuli konduktif biasanya bisa mendengar suara mereka sendiri dengan jelas melalui tulang tengkorak, mungkin menyebabkan persepsi orang lain berbicara terlalu pelan. Tuli saraf disebabkan oleh kerusakan pada koklea, sel rambut, atau saraf pendengaran, dapat terjadi pada frekuensi tertentu, dan bisa disebabkan oleh penyakit atau paparan suara keras. Orang yang terkena biasanya mengalami telinga berdenging, sensitivitas ekstrim terhadap kebisingan, atau gangguan pendengaran.

 

Ketulian saraf sering kali menyebabkan tinitus (tinnitus) – telinga berdenging sering atau terus-menerus.  Dalam beberapa kasus, tinitus disebabkan oleh fenomena yang mirip dengan anggota badan hantu, yang dibahas dalam Bab 4. Kerusakan pada bagian koklea seperti amputasi: Jika otak tidak lagi mendapat masukan normal, akson yang mewakili bagian tubuh lainnya dapat menyerang area otak yang sebelumnya responsif terhadap suara, terutama suara bernada tinggi.  frekuensi suara.  Beberapa orang menemukan bahwa mereka dapat meningkatkan atau mengubah tinnitus mereka dengan mengatupkan rahang atau menegangkan otot leher mereka (Lockwood et al., 1998; Roberts et al., 2010).  Agaknya, akson yang mewakili rahang dan leher menginvasi korteks pendengarannya.

 

 

 

Pendengaran, Perhatian, dan Usia 

Lanjut Banyak orang lanjut usia yang terus mengalami masalah pendengaran meskipun sudah memakai alat bantu dengar.  Alat bantu dengar mengeluarkan suara yang cukup keras, namun orang masih kesulitan memahami pembicaraan, terutama di ruangan yang bising atau jika seseorang berbicara dengan cepat.  

 

Salah satu penjelasannya adalah area otak yang bertanggung jawab atas pemahaman bahasa menjadi kurang aktif (Peelle, Troiani, Grossman, & Wingfield, 2011).  Tren ini mungkin hanya merupakan kemunduran alami, atau mungkin merupakan reaksi terhadap penurunan input pendengaran yang berkepanjangan.  Artinya, jika seseorang menunda mendapatkan alat bantu dengar, korteks bahasa tidak mendapatkan masukan normal dan mulai menjadi kurang responsif.  

 

Dalam situasi dengan banyak suara, perhatian memungkinkan kita untuk fokus pada suara yang relevan dengan menyaring yang lainnya. Penurunan neurotransmitter penghambat pada orang lanjut usia bisa membuat mereka kesulitan menekan suara tidak relevan. Memperhatikan wajah pembicara dapat meningkatkan perhatian, dan program komputer tersedia untuk latihan mendengarkan dalam lingkungan bising.

 

 

Lokalisasi Suara 

Anda sedang berjalan sendirian ketika tiba-tiba Anda mendengar suara keras.  Anda ingin mengetahui apa yang menyebabkannya (teman atau musuh), namun Anda juga ingin mengetahui dari mana asalnya, sehingga Anda dapat melakukan sesuatu untuk mengatasinya.  Lokalisasi suara kurang akurat dibandingkan lokalisasi visual, namun tetap mengesankan.  Anda dapat mengidentifikasi arah suara meskipun suara tersebut muncul sebentar dan saat Anda memutar kepala (Vliegen, Van Grootel, & Van Opstal, 2004).  Burung hantu melokalisasi suara dengan cukup baik untuk menangkap tikus dalam kegelapan.  

 

Perbandingan respon kedua telinga penting untuk menentukan arah dan jarak suara. Perbedaan waktu tiba suara di telinga memberi petunjuk lokasi relatif suara tersebut. Suara dengan perbedaan waktu kedatangan yang lebih kecil menunjukkan suara tersebut lebih dekat ke garis tengah. Perbedaan intensitas di antara kedua telinga juga memberikan petunjuk lokasi suara. Bunyi berfrekuensi tinggi cenderung lebih nyaring di telinga yang lebih dekat karena bayangan bunyi yang diciptakan oleh kepala. Manusiadewasa mampu menentukan lokasi suara dengan akurat untuk frekuensi di atas 2000-3000 Hz.

GAMBAR 6.7 Kenyaringan dan waktu tiba sebagai isyarat lokalisasi suara 

Suara yang mencapai telinga terdekat akan terdengar lebih cepat dan juga lebih keras karena kepala menghasilkan “bayangan suara”. Sumber: Berdasarkan Lindsay & Norman, 1972

 

Isyarat ketiga adalah perbedaan fase antara kedua telinga.  Setiap gelombang suara memiliki fase dengan puncak berturut-turut yang berjarak 360 derajat.  Gambar 6.8 menunjukkan gelombang bunyi yang sefasa dan yang keluar fasa dengan besaran berbeda.  Jika bunyi berasal dari sisi kepala, maka gelombang bunyi yang mengenai kedua telinga tidak sefasa, 

GAMBAR 6.8 Gelombang bunyi sefasa atau di luar fasa 

Gelombang bunyi yang mencapai kedua telinga secara sefase dianggap datang langsung dari depan (atau belakang) pendengar.  Semakin keluar fase gelombangnya, semakin jauh pula sumber bunyi darinya seperti terlihat pada Gambar 6.9.  Berapa banyak keluar fase tergantung pada frekuensi suara, ukuran head, dan arah suara.  Perbedaan fasa memberikan informasi yang berguna untuk melokalisasi suara dengan frekuensi hingga sekitar 1500 Hz pada manusia.

GAMBAR 6.9 Perbedaan fasa sebagai isyarat lokalisasi bunyi 

Bunyi yang datang dari mana saja selain dari depan atau belakang, mencapai kedua telinga pada fasa gelombang bunyi yang berbeda.  Perbedaan fasa merupakan sinyal arah bunyi.  Dengan suara berfrekuensi tinggi, fase-fasenya menjadi ambigu.

 

Jika kepala Anda terendam air, Anda akan kesulitan melokalisasi suara berfrekuensi rendah dan menengah.  Alasannya adalah bunyi merambat lebih cepat di dalam air dibandingkan di udara, sehingga timbullah bunyi kedua mobil hampir bersamaan dan perbedaan fasa juga kecil.  

 

Singkatnya, Manusia melokalisasi frekuensi rendah berdasarkan perbedaan fasa, dan frekuensi tinggi berdasarkan perbedaan kenyaringan. Kemampuan melokalisasi suara memerlukan pembelajaran dan bisa terpengaruh oleh pertumbuhan kepala. Jika salah satu telinga menjadi tuli, orang dapat belajar menafsirkan isyarat kenyaringan untuk menentukan arah suara. Meskipun tidak seakurat orang dengan dua telinga, ini bisa membantu dalam situasi tertentu.

 

 

Fungsi Pendengaran 

Kita menghabiskan sebagian besar hari kita untuk mendengarkan bahasa, dan kadang-kadang kita lupa bahwa fungsi utama pendengaran ada hubungannya dengan persoalan yang lebih sederhana namun sangat penting: Apa yang saya dengar?  Dimana itu ?  Apakah itu semakin dekat?  Apakah itu calon pasangan, calon musuh, calon makanan, atau sesuatu yang tidak relevan?  Pengorganisasian sistem pendengaran sangat cocok untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini.

Modul 6.2 : Indera mekanis

Indera mekanik merespons tekanan, pembengkokan, atau distorsi lain dari reseptor. Mereka termasuk sentuhan, rasa sakit, dan sensasi tubuh lainnya, serta sensasi vestibular, yang mendeteksi posisi dan pergerakan kepala. Audisi adalah Juga pengertian mekanis karena sel-sel rambut dimodifikasi sentuh reseptor. 

Sensasi Vestibular

Ketika Anda menggerakkan kepala Anda, organ vestibular berdekatan Untuk koklea memonitor gerakan dan mengarahkan gerakan kompensasi mata Anda. Saat kepala Anda bergerak ke kiri, matamu bergerak ke kanan; Ketika kepala Anda bergerak ke kanan, mata Anda Pindah ke kiri. Dengan mudah, Anda menjaga mata Anda terfokus pada apa Anda ingin melihat (Brandt, 1991).

Sensasi dari organ vestibular mendeteksi arah kemiringan dan jumlah percepatan kepala. Anda menggunakannya informasi secara otomatis untuk memandu gerakan mata dan menjaga keseimbangan. Tikus dengan gangguan vestibular Sensasi sering kehilangan keseimbangan dan jatuh. Mereka Tidak bisa berenang atau mengapung karena mereka sering terbalik (Mariño et al., 2010).

Organ vestibular, ditunjukkan pada Gambar 6.10,

 terdiri dari saccule, utricle, dan tiga kanal setengah lingkaran.Partikel kalsium karbonat yang disebut otolith terletak di sebelah ke sel-sel rambut.Tiga kanal setengah lingkaran, berorientasi pada bidang tegak lurus, diisi dengan zat seperti jeli dan dilapisi dengan sel-sel rambut. Potensial aksi yang diprakarsai oleh sel-sel sistem vestibular berjalan melalui bagian saraf kranial kedelapan ke batang otak dan otak kecil. Organ vestibular berukuran hampir sama untuk semua spesies mamalia.

Somatosensasi

Sistem somatosensori, sensasi tubuh dan gerakannya, bukan satu indera tetapi banyak, termasuk sentuhan diskriminatif (yang mengidentifikasi bentuk suatu objek), dalam tekanan, dingin, kehangatan, nyeri, gatal, menggelitik, dan posisi dan pergerakan sendi.

Reseptor somatosensori

Tabel 6.1 mencantumkan kemungkinan fungsi beberapa somatosensori reseptor, termasuk yang ditunjukkan pada Gambar 6.11 (Iggo & Andres, 1982; Paré, Smith, & Rice, 2002). Orang lain yang tidak ada dalam tabel merespons untuk stimulasi mendalam, gerakan sendi, atau gerakan otot.

Reseptor sentuhan mungkin merupakan ujung neuron telanjang sederhana (misalnya, banyak reseptor rasa sakit), dendrit yang dimodifikasi (disk Merkel), dan menguraikan akhir neuron (akhir Ruffini dan Meissner corpuscles), atau ujung telanjang dikelilingi oleh sel-sel lain yang memodifikasi fungsinya (sel-sel Pacinian). Stimulasi reseptor sentuhan membuka saluran natrium di akson, dengan demikian memulai potensial aksi (Price et al., 2000).

Pertimbangkan sel darah Pacinian, yang mendeteksi tiba-tiba perpindahan atau getaran frekuensi tinggi pada kulit (lihat Gambar 6.12).

Di dalam struktur luarnya adalah membran neuron. Struktur luar seperti bawang memberikan dukungan mekanis yang tahan terhadap tekanan bertahap atau konstan. Dengan demikian mengisolasi neuron terhadap sebagian besar rangsangan sentuhan. Namun, tiba-tiba atau Stimulus bergetar membengkokkan membran, memungkinkan ion natrium untuk masuk, depolarisasi membran (Loewenstein, 1960).

Disk Merkel merespons sentuhan ringan, seperti jika seseorang dengan lembut membelai kulit Anda atau jika Anda merasakan suatu benda (Maricich et al., 2009).

Tubuh memiliki reseptor khusus untuk mendeteksi berbagai derajat panas atau dingin. Hewan yang kekurangan reseptor ini gagal menghindari panas atau lingkungan dingin (Pogorzala, Mishra, & Hoon, 2013). Capsaicin, bahan kimia yang ditemukan dalam cabai seperti jalapeños, merangsang reseptor untuk panas yang menyakitkan. Capsaicin dapat menghasilkan sensasi terbakar atau menyengat di banyak bagian tubuh Anda, seperti Anda mungkin pernah mengalami jika Anda pernah menyentuh bagian dalam Hot paprika dan kemudian menggosok mata Anda. Paprika Szechuan juga merangsang reseptor panas, dan juga merangsang tertentu menyentuh reseptor yang memberikan sensasi kesemutan (Bautista et al., 2008). Mentol dan mint merangsang reseptor kesejukan (McKemy, Neuhausser, & Julius, 2002).

Menggelitik

Sensasi menggelitik menarik tetapi kurang dipahami. Mengapa itu ada? Mengapa Anda tertawa jika seseorang dengan cepat jari-jari ketiak, leher, atau telapak kaki Anda? Simpanse merespons sensasi serupa dengan semburan terengah-engah yang menyerupai tawa. Namun menggelitik tidak seperti humor. Kami mencintai humor, tetapi kebanyakan orang tidak suka digelitik, setidaknya tidak lama. Menertawakan lelucon membuat Anda lebih mungkin untuk menertawakan lelucon berikutnya. Tetapi digelitik tidak mengubah kemungkinan Anda menertawakan lelucon (C. R. Harris, 1999).

Mengapa Anda tidak bisa menggelitik diri sendiri? Itu untuk alasan yang sama bahwa Anda tidak dapat mengejutkan diri sendiri. Saat Anda menyentuh diri sendiri, Otak Anda membandingkan stimulasi yang dihasilkan dengan yang "diharapkan" stimulasi dan menghasilkan respons somatosensori yang lebih lemah daripada yang akan Anda alami dari sentuhan tak terduga (Blakemore, Wolpert, & Frith, 1998).

Somatosensasi di sistem saraf pusat

Informasi dari reseptor sentuhan di kepala memasuki sistem saraf pusat (SSP) melalui saraf kranial. Informasi dari reseptor di bawah kepala memasuki sumsum tulang belakang dan melewati otak melalui 31 saraf tulang belakang (lihat Gambar 6.13),

 termasuk 8 saraf serviks, 12 saraf toraks, 5 saraf lumbal, 5 saraf sakral, dan 1 saraf tulang punggung. Setiap Saraf tulang belakang memiliki komponen sensorik dan komponen motorik.

Setiap saraf tulang belakang menginervasi (terhubung ke) area terbatas tubuh yang disebut dermatom (lihat Gambar 6.14).

 Misalnya, saraf toraks ketiga (T3) menginervasi strip kulit tepat di atas puting susu serta daerah ketiak. Tetapi batas antara dermatom kurang berbeda dari yang disiratkan Gambar 6.14. Setiap dermatom tumpang tindih sepertiga sampai setengah dari dermatom berikutnya.

Informasi sensorik yang berjalan melalui tulang belakang Tali pusat mengikuti jalur yang terdefinisi dengan baik menuju otak. Si Jalur sentuh memiliki jenis akson terpisah yang menyampaikan sentuhan mendalam dan sentuhan ringan (Löken, Wessberg, Morrison, McGlone, & Olausson, 2009). Jalur nyeri memiliki set akson yang menyampaikan rasa sakit yang tajam, rasa sakit terbakar yang lambat, dan sensasi dingin yang menyakitkan (Abrahamsen et al., 2008; Craig, Krout, & Andrew, 2001).

Artinya, sistem saraf mengkodekan perbedaan di antara ini sensasi dalam hal sel mana yang aktif. Satu pasien memiliki penyakit yang menghancurkan semua somatosensori mielin Akson dari bawah hidungnya tetapi menyelamatkan akson yang tidak bermielin. Dia masih merasakan suhu, rasa sakit, dan gatal, karena mereka bergantung pada akson yang tidak bermielin. Namun, dia tidak masuk akal sentuhan, yang tergantung pada akson mielin. Anehnya, jika Seseorang dengan ringan membelai kulitnya, dia mengalami perasaan yang samar-samar kesenangan. Rekaman dari otaknya menunjukkan tidak ada gairah korteks somatosensori primernya tetapi peningkatan aktivitas di korteks insular, yang merespons sentuhan ringan dan pengalaman emosional menyenangkan lainnya (Björnsdotter, Löken, Olausson, Vallbo, & Wessberg, 2009).

Berbagai area talamus somatosensori mengirim impuls mereka ke berbagai area somatosensori primer korteks, terletak di lobus parietal. Dua strip paralel di Korteks somatosensori sebagian besar merespons sentuhan pada kulit. Dua strip paralel lainnya sebagian besar merespons tekanan dalam dan gerakan sendi dan otot (Kaas, 1983). Singkatnya, Berbagai aspek sensasi tubuh sebagian besar tetap terpisah semua jalan menuju korteks. Sepanjang setiap strip korteks somatosensori, subareas yang berbeda merespon area tubuh yang berbeda. Dengan cara itu, korteks somatosensori bertindak sebagai peta tubuh tempat.

Korteks somatosensori primer sangat penting untuk sentuhan Pengalaman. Ketika lemah, rangsangan singkat diterapkan pada jari-jari, orang hanya sadar akan mereka yang menghasilkan rangsangan tertentu tingkat gairah di korteks somatosensori primer (Palva, Linkenkaer-Hansen, Näätäen, & Palva, 2005). Jika seseorang menyentuh Anda dengan cepat pada dua titik terdekat di tangan, Anda mungkin akan memiliki pengalaman ilusi dari satu sentuhan di tengah-tengah antara dua titik itu. Ketika itu terjadi, aktivitas di korteks somatosensori primer sesuai dengan titik tengah itu (Chen, Friedman, & Roe, 2003).

Kerusakan pada korteks somatosensori merusak persepsi tubuh. Seorang pasien dengan penyakit Alzheimer yang mengalami kerusakan Di korteks somatosensori mengalami kesulitan meletakkan pakaiannya dengan benar. Juga dia tidak bisa menunjuk dengan benar dalam menanggapi Arahan seperti "tunjukkan sikumu," meskipun dia menunjuk benar untuk benda-benda di dalam ruangan. Ketika disuruh menyentuh sikunya, responsnya yang paling sering adalah merasakan pergelangan tangannya dan lengan dan menyarankan bahwa siku mungkin ada di sekitar sana, di suatu tempat (Sirigu, Grafman, Bressler, & Sunderland, 1991).

Nyeri

Rasa sakit, pengalaman yang ditimbulkan oleh stimulus berbahaya, mengarahkan perhatian Anda terhadap bahaya. Korteks prefrontal, yaitu Penting untuk perhatian, biasanya hanya merespons secara singkat terhadap apa pun Cahaya, suara, atau sentuhan baru. Dengan rasa sakit, ia terus merespons selama rasa sakit berlangsung (Downar, Mikulis, & Davis, 2003). Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa morfin mengurangi rasa sakit setelah operasi tetapi tidak selama operasi itu sendiri? Atau mengapa beberapa Orang-orang tampaknya mentolerir rasa sakit jauh lebih baik daripada yang lain? Atau Mengapa sentuhan sekecil apa pun pada kulit yang terbakar matahari begitu menyakitkan?

Stimulasi dan Jalur Tulang Belakang

    Sensasi nyeri dimulai dengan yang paling tidak terspesialisasi dari semua reseptor, ujung saraf telanjang (gambar 6.11). 

Akson yang  membawa informasi nyeri memiliki sedikit atau tidak ada mielin dan oleh karena itu melakukan impuls relatif lambat, dalam kisaran 2 hingga 20 meter per detik (m/s). Akson yang lebih tebal dan lebih cepat menyampaikan rasa sakit yang tajam. 

Yang lebih tipis menyampaikan rasa sakit yang lebih tumpul, seperti nyeri pasca operasi. Meskipun pesan nyeri mencapai otak lebih lambat daripada sensasi lain, otak memproses informasi nyeri dengan cepat. Respons motorik terhadap rasa sakit lebih cepat daripada respons motorik terhadap rangsangan sentuhan (Ploner, Gross, Timmerman, & Schnitzler, 2006). 

Nyeri ringan melepaskan neurotransmitter glutamat, sedangkan lebih, Nyeri juga melepaskan beberapa neuropeptida termasuk zat

P dan CGRP (peptida terkait gen calcitonin). Sel-sel sensitif nyeri di sumsum tulang belakang menyampaikan informasi ke beberapa situs di otak. Satu jalur meluas ke inti posterior ventral talamus dan kemudian ke korteks somatosensori, yang merespons rangsangan yang menyakitkan, ingatan akan rasa sakit (Albanese, Duerden, Rainville, & Duncan, 2007), dan sinyal yang memperingatkan rasa sakit yang akan datang (Babiloni et al., 2005). 

Jalur tulang belakang untuk rasa sakit dan sentuhan sejajar, tetapi dengan satu perbedaan penting, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 6.15

Jalur rasa sakit segera menyeberang dari reseptor di satu sisi tubuh ke saluran yang naik ke sisi kontralateral sumsum tulang belakang. Informasi sentuhan bergerak ke sisi ipsilateral sumsum tulang belakang ke medula, di mana ia melintasi ke sisi kontralateral. Jadi rasa sakit dan sentuhan mencapai situs tetangga di korteks serebral. Namun, pertimbangkan apa yang terjadi pada rasa sakit dan sentuhan jika seseorang menerima luka yang melewati setengah sumsum tulang belakang. Anda dapat menalarkan jawabannya di pertanyaan Stop & Check berikutnya.

Rasa Sakit Emosional

    Stimulus yang menyakitkan juga mengaktifkan jalur yang melewati pembentukan retikuler medula dan kemudian ke beberapa inti pusat talamus, amigdala, hippocampus, korteks prefrontal, dan korteks cingulate (lihat Gambar 6.16).

Area-area ini bereaksi bukan terhadap sensasi tetapi terhadap asosiasi emosionanya (Hunt & Mantyh, 2001). Jika Anda melihat seseorang-terutama seseorang yang Anda sayangi mengalami rasa sakit, Anda mengalami rasa sakit simpatik yang muncul sebagai aktivitas di korteks cingulate Anda dan area kortikal lainnya (Corradi-Dell'Acqua, Hofstetter, & Vuilleumier, 2011; Singer et al., 2004). Saran hipnosis untuk tidak merasakan sakit mengurangi respons di korteks cingulate tanpa banyak efek pada korteks somatosensori (Rainville, Duncan, Price, Carrier, & Bushnell, 1997).

Artinya, seseorang yang menanggapi sensasi hipnotis masih merasakan sensasi yang menyakitkan tetapi bereaksi dengan ketidakpedulian emosional. Orang-orang dengan kerusakan pada cingulate gyrus mash merasakan sakit, tetapi itu tidak lagi membuat mereka tertekan (Foltz & White, 1962).

Terkadang Anda mungkin mengatakan bahwa seseorang menyakiti perasaan Anda. Setelah putus cinta romantis, Anda mungkin mengatakan Anda merasakan sakit emosional. 

    Banyak bahasa menggunakan kata untuk "sakit" atau saki" ketika mengacu pada kekecewaan dan frustrasi sosial. Apakah itu hanya sebuah ekspresi, atau apakah tekanan emosional benar-benar seperti rasa sakit? Perasaan terluka memang menyerupal rasa sakit fisik dalam re gards penting. Bayangkan diri Anda dalam percobaan ini: Anda duduk didepan layar komputer, memainkan permainan melempar bola virtual dengan dua orang seusia Anda. Anda "menangkap" bola dan kemudian melemparkannya ke salah satu yang lain, yang kemudian melemparkannya kemball ke seseorang. Tanpa sepengetahuan Anda, dua lainnya telah dibayar untuk memainkan peran cer-rain. 

    Pada awalnva mereka melemparkannya kepada Anda sebagian waktu, tetapi tak lama kemudian mereka mulai melewatinya bolak-balik di antara mereka berdua, meninggalkan Anda keluar. Tidak banyak yang dipertarukan di sini, tapi Pengalaman itu mengingatkan Anda pada semua saat ketika orang-orang meninggalkan Anda dari percakapan, saat-saat ketika orang-orang tidak mengundang anda ke pesta mereka, dan sebagainya sejak kecil. Itu menyakitkan. Eksperimen memantau aktivitas otak orang selama tugas melempar bola virtual ini dan menemukan peningkatan aktivitas secaral signifikan di korteks cingulate, area yang responsif terhadap emo-Aspek tional dari rasa sakit (Eisenberger, Lieberman, & Williams,

2003). 

    Apa yang terjadi dengan perasaan terluka yang lebih intens. Para experimenters mengukur aktivitas otak sementara orang dewasa muda mengingat perpisahan romantis baru-baru ini, dibuat

hal ini, perasaan terluka muncul sebagai aktivitas baik secara

Area (terutama korteks cingulate) dan area sensorik yang responsif terhadap rasa sakit fisik (Kross, Berman, Mischel, Smith, & Taruhan, 2011).Perasaan terluka seperti rasa sakit yang nyata dengan cara lain: Anda dapat menghilangkan perasaan terluka dengan obat penghilang rasa sakit seperti asetaminofen (Tylenol")! Para peneliti mengulangi virtual Studi ball-tossing, tetapi memberi beberapa orang asetaminofen dan yang lainnya plasebo. Mereka yang menggunakan asetaminofen menunjukkan respons yang jauh lebih sedikit di korteks cingulate dan area responsif emosional lainnya. Para peneliti juga meminta mahasiswa untuk menyimpan catatan harian tentang perasaan terluka dan rasa sakit sosial, sementara beberapa minum pil asetaminofen setiap hari dan lainnya (Wall dkk., 2010). Singkatnya, perasaan terluka sangat mirip dengan luka fisik. (Dan lain kali seseorang mengatakan Anda menyakiti perasaan mereka, katakan saja kepada mereka untuk berhenti mengeluh dan minum Tylenol!).

Cara menghilangkan rasa sakit

    Ketidakpekaan terhadap rasa sakit itu berbahaya. Orang dengan gen yang menonaktifkan akson nyeri akan mengalami cedera berulang kali dan umumnya gagal belajar menghindari bahaya. Seorang anak laki-laki dengan kondisi ini melakukan teater jalanan di Pakistan dengan menusukkan pisau ke lengannya atau berjalan di atas bara api. Dia meninggal pada usia 14 tahun karena terjatuh dari atap (Cox et al., 2006). Meskipun demikian, meskipun kami tidak ingin menghilangkan rasa sakit, kami ingin mengendalikannya.

- Opioid dan Endorfin 

    Setelah rasa sakit mengingatkan Anda akan suatu bahaya, pesan rasa sakit yang berkelanjutan tidak diperlukan lagi. Otak mengerem rasa sakit yang berkepanjangan melalui mekanisme opioid sistem yang merespons obat opiat dan bahan kimia serupa. Candace Pert dan Solomon Snyder (1973) menemukan bahwa opiat berikatan dengan reseptor yang sebagian besar ditemukan di sumsum tulang belakang dan area abu-abu periaqueductal di otak tengah (lihat Gambar 6.17 dan 6.18). Penemuan reseptor opiat penting karena menunjukkan bahwa opiat bekerja pada sistem saraf, bukan pada jaringan yang terluka. Lebih jauh lagi, hal ini menyiratkan bahwa sistem saraf memiliki bahan kimia jenis opiatnya sendiri. Pemancar yang menempel pada reseptor yang sama dengan morfin dikenal sebagai endorfin suatu kontraksi morfin endogen. Otak memproduksi beberapa jenis endorfin, yang meredakan berbagai jenis nyeri, seperti nyeri akibat sayatan versus nyeri akibat luka bakar (Scherrer et al., 2009). Nyeri yang tidak dapat dihindari sangat ampuh dalam menstimulasi endorfin dan menghambat nyeri lebih lanjut (Sutton et al., 1997). Agaknya, fungsi evolusionernya adalah bahwa rasa sakit yang terus menerus tidak akan menghasilkan apa-apa jika tidak mungkin untuk melarikan diri. Endorfin juga dilepaskan saat berhubungan seks dan saat Anda mendengarkan musik mendebarkan yang membuat Anda merinding (A. Goldstein, 1980). Pengalaman-pengalaman itu cenderung mengurangi rasa sakit. Makanan yang nikmat juga menurunkan sensitivitas nyeri (Foo & Mason, 2009), mungkin dengan melepaskan dopamin daripada endorfin (Schweinhards, Seminowiez, Jaeger, Duncan, & Bushnell, 2009). 6.2 Indera Mekanik 205 Penemuan endorfin memberikan rincian fisiologis untuk teori gerbang, yang diajukan beberapa dekade sebelumnya oleh Ronald Melzack dan P. D. Wall (1965). Teori gerbang merupakan upaya untuk menjelaskan mengapa beberapa orang lebih mampu menahan rasa sakit dibandingkan yang lain dan mengapa cedera yang sama terasa lebih buruk pada saat tertentu dibandingkan saat lainnya. Menurut teori gerbang, neuron sumsum tulang belakang yang menerima pesan dari reseptor nyeri juga menerima masukan dari reseptor sentuhan dan dari akson yang turun dari otak. Masukan-masukan lain ini dapat menutup “gerbang” pesan rasa sakit – dan hal ini dilakukan setidaknya sebagian dengan melepaskan endorfin. Anda pasti memperhatikan bahwa ketika Anda mengalami cedera, Anda dapat mengurangi rasa sakitnya dengan menggosok lembut kulit di sekitarnya atau dengan memusatkan perhatian pada hal lain. Morfin tidak mempengaruhi akson berdiameter besar yang menyampaikan rasa sakit yang tajam. Oleh karena itu, morfin tidak efektif melawan rasa sakit yang tajam akibat pisau bedah. Namun, morfin memblokir pesan dari akson yang lebih tipis yang menyampaikan nyeri lebih lambat dan tumpul seperti nyeri pasca bedah (Taddese, Nah, & McCleskey, 1995).

 gambar 6.17

gambar 6.18

- Placebo 

    Plasebo adalah obat atau prosedur lain yang tidak memiliki efek farmakologis. Dalam penelitian medis, kelompok eksperimen menerima pengobatan yang berpotensi aktif dan kelompok kontrol menerima plasebo. Plasebo memiliki efek yang kecil pada sebagian besar kondisi medis, namun sering kali menghilangkan rasa sakit atau depresi (Hróbjartsson & Gotzsche, 2001). Orang yang menerima plasebo tidak hanya mengatakan rasa sakitnya berkurang; pemindaian otak dan sumsum tulang belakang juga menunjukkan penurunan respons (Eippert, Finsterbusch, Binget, & Büchel, 2009). Sebaliknya, jika seseorang diberitahu untuk mengharapkan rasa sakit meningkat, respons sumsum tulang belakang terhadap stimulus rasa sakit akan meningkat (Geuter & Büchel, 2013). Plasebo mengurangi sensasi nyeri namun juga menghasilkan efek yang lebih besar pada respons emosional terhadap nyeri, seperti yang tercatat di korteks cingulate (Petrovic, Kalso, Petersson, & Ingvar, 2002; Wager, Scott, & Zubieta, 2007). Umumnya, orang-orang dengan pandangan positif terhadap kehidupan mendapatkan lebih banyak efek ini dibandingkan orang-orang dengan sikap bermusuhan (Peciña et al., 2013). Misalkan Anda akan menerima aplikasi panas sebentar, suntikan, kolonoskopi, atau prosedur tidak menyenangkan lainnya. Jika Anda mendengar beberapa orang mengatakan tidak sakit sama sekali, Anda rileks dan sebenarnya tidak terlalu sakit. Namun jika beberapa orang mengatakan itu tidak menyakitkan dan yang lain mengatakan itu menyedihkan, sekarang Anda tidak tahu apa yang diharapkan, kemungkinan besar Anda akan merasakannya sangat menyakitkan, dan respons otak Anda terhadap rasa sakit akan meningkat (Yoshida, Seymour, Koltzenburg, & Dolan, 2013). Meskipun plasebo mengurangi nyeri sebagian melalui relaksasi, hal tersebut bukanlah penjelasan keseluruhannya. Dalam sebuah penelitian, orang diberikan suntikan yang menyakitkan pada kedua tangan dan kedua kaki. Mereka juga diberi krim plasebo pada salah satu tangan atau kaki dan diberi tahu bahwa krim tersebut merupakan obat penghilang rasa sakit yang ampuh. Orang-orang melaporkan penurunan nyeri di area yang mendapat plasebo tetapi nyeri normal di tiga ekstremitas lainnya (Benedetti, Arduino, & Amanzio, 1999). Jika plasebo hanya menghasilkan relaksasi, relaksasi tersebut seharusnya mempengaruhi keempat ekstremitas. Gangguan juga bukan penyebab keseluruhannya. Gangguan ditambah plasebo mengurangi rasa sakit lebih dari gangguan saja (Buhle, Stevens, Friedman, & Wager, 2012).

- Cannabinoid dan Capsaicin 

    Cannabinoid—bahan kimia yang berhubungan dengan mariyuana—juga memblokir jenis rasa sakit tertentu. Berbeda dengan opiat, cannabinoid bekerja terutama di bagian perifer tubuh, bukan di SSP. Para peneliti menemukan bahwa jika mereka menghapus reseptor cannabinoid di sistem saraf tepi hewan laboratorium dan membiarkan reseptor tetap utuh di SSP, cannabinoid kehilangan sebagian besar kemampuannya untuk mengurangi rasa sakit (Agarwal et al., 2007). Pendekatan lain menggunakan capsaicin, bahan kimia dalam jalapeños dan paprika serupa yang merangsang reseptor panas. Capsaicin yang digosokkan ke bahu yang sakit, sendi rematik, atau area nyeri lainnya menghasilkan sensasi terbakar sementara yang diikuti dengan penurunan nyeri dalam jangka waktu yang lebih lama. Ketika diterapkan dalam dosis tinggi, atau pada dosis rendah untuk jangka waktu lama, capsaicin menyebabkan penumpukan kalsium yang berlebihan pada reseptor panas, dan merusak mitokondria pada reseptor tersebut, menyebabkan sel tidak berfungsi untuk waktu yang lama (Anand & Bley, 2011). Jangan mencoba makan cabai untuk mengurangi rasa sakit, misalnya pada kaki Anda. Capsaicin yang Anda makan melewati sistem pencernaan tanpa masuk ke dalam darah. Oleh karena itu, memakannya tidak akan menghilangkan rasa sakit Anda— kecuali jika lidah Anda sakit (Karrer & Bartoshuk, 1991). Mungkin yang mengejutkan, penelitian ini mendukung jawaban 1: Mulai morfin sebelum operasi (Coderre, Katz, Vacca-rino, & Melzack, 1993). Membiarkan pesan nyeri membombardir otak selama dan setelah operasi akan meningkatkan sensitivitas saraf nyeri dan reseptornya (Malmberg, Chen, Tonagawa, & Basbaum, 1997). Orang yang mulai mengonsumsi morfin sebelum operasi memerlukan lebih sedikit morfin setelahnya.

Sensitisasi Nyeri

    Jika Anda pernah terbakar sinar matahari, Anda pasti ingat betapa sentuhan ringan pada kulit yang terbakar sinar matahari bisa menimbulkan rasa sakit yang luar biasa. Jaringan yang rusak atau meradang, seperti kulit yang terbakar sinar matahari, melepaskan histamin, faktor pertumbuhan saraf, dan bahan kimia lainnya yang membantu memperbaiki kerusakan namun juga memperbesar respons. reseptor panas dan nyeri di dekatnya (Chuang et al., 2001; Devor, 1996; Tominaga dkk., 1998). Stimulasi reseptor nyeri yang difasilitasi melepaskan bahan kimia yang menyebabkan pembengkakan dan peradangan (Chiu, von Hehn, & Woolf, 2012). Obat antiinflamasi nonsteroid, seperti ibuprofen, meredakan nyeri dengan mengurangi pelepasan bahan kimia dari jaringan yang rusak (Hunt & Mantyh, 2001).

 Beberapa orang menderita sakit kronis lama setelah cederanya sembuh. Nyeri kronis menyebabkan depresi klinis dan penurunan aktivitas di korteks prefrontal dan beberapa area otak lainnya (Henderson et al., 2013; Seminowiez et al., 2011). Seperti yang akan kita lihat di bab memori, serangkaian rangsangan pada neuron dapat mempotensiasi reseptor sinaptiknya sehingga reseptor tersebut merespons masukan yang sama dengan lebih kuat di masa depan. Mekanisme tersebut penting dalam pembelajaran dan ingatan, namun sayangnya, rasa sakit mengaktifkan mekanisme yang sama. Rentetan rangsangan yang menyakitkan mempotensiasi sel-sel yang responsif terhadap rasa sakit sehingga mereka merespons lebih kuat terhadap rangsangan serupa di masa depan (Ikeda et al., 2006; Seal et al., 2009; Walters, 2009). Akibatnya, otak belajar bagaimana merasakan sakit, dan menjadi lebih baik dalam hal itu. Pada hewan laboratorium, obat opiat dosis sangat tinggi dapat membatalkan pembelajaran semacam ini, sehingga mengurangi rasa sakit kronis. Namun, de- menyebarkan opiat sebanyak itu kepada manusia akan berisiko (Drdla-Schutting, Benrath, Wunderbaldinger, & Sandkühler, 2012). Oleh karena itu, untuk mencegah nyeri kronis, ada baiknya membatasi nyeri sejak awal. Misalkan Anda akan menjalani operasi besar. gery. Pendekatan mana yang terbaik? 1. Mulailah mengonsumsi morfin sebelum operasi. 2. Mulai morfin segera setelah bangun dari operasi. 3. Tunda pemberian morfin selama mungkin dan minumlah sebanyak mungkin sesedikit mungkin.

Gatal 

    Pernahkah Anda bertanya-tanya, "Apa itu gatal? Apakah itu sejenis rasa sakit? Semacam sentuhan? Atau sesuatu yang lain?" dan sepertinya itu adalah sensasi yang terpisah. Para peneliti telah mengidentifikasi reseptor khusus untuk rasa gatal (Y.-G. Sun et al., 2009) dan jalur sumsum tulang belakang khusus yang menyampaikan rasa gatal. Anda memiliki dua jenis gatal yang rasanya hampir sama, namun padahal penyebabnya berbeda. Pertama, ketika Anda memiliki jaringan lunak yang ringan. Menuntut kerusakan, seperti saat kulit Anda sedang dalam masa penyembuhan setelah terluka, kulit Anda melepaskan histamin yang melebarkan pembuluh darah dan menghasilkan sensasi gatal. Kedua, kontak dengan tanaman tertentu, terutama cowhage (tanaman tropis berbulu berduri), juga menimbulkan rasa gatal. Antihistamin memblokir rasa gatal yang disebabkan oleh histamin, tetapi tidak dapat memblokir rasa gatal yang disebabkan oleh cowhage. Sebaliknya, menggosok kulit dengan cap-saicin meredakan rasa gatal yang disebabkan oleh cowhage, namun memiliki efek yang kecil terhadap rasa gatal yang disebabkan oleh histamin (Johanek et al., 2007). jalur sumsum tulang belakang tertentu menyampaikan sensasi gatal (Andrew & Craig, 2001). Beberapa aksonnya bereaksi terhadap gatal-gatal-nya dan beberapa lagi terhadap gatal-gatal di sapi. Akson gatal mengaktifkan neuron tertentu di sumsum tulang belakang yang menghasilkan bahan kimia yang disebut peptida pelepas gastrin. Memblokir peptida tersebut telah terbukti mengurangi garukan pada tikus tanpa memengaruhinya respons terhadap rasa sakit (Sun & Chen, 2007).

    Jalur gatal memberikan respons yang lambat, dan ketika hal ini terjadi, akson mengirimkan impuls dengan kecepatan sangat lambat, yaitu hanya setengah meter per detik. Pada tingkat itu, potensi aksi dari kaki Anda memerlukan 3 atau 4 detik untuk mencapai kepala Anda. Bayangkan penundaan yang dialami jerapah atau gajah. Anda dapat mencoba menggosokkan sedikit amplas atau daun kasar ke pergelangan kaki Anda. Perhatikan seberapa cepat Anda merasakan sensasi sentuhan dan seberapa lambat Anda merasakan rasa gatal. Isch berguna karena mengarahkan Anda untuk menggaruk area yang gatal dan menghilangkan apa pun yang mengiritasi kulit Anda. Menggaruk dengan kuat menimbulkan nyeri ringan, dan nyeri menghambat rasa gatal (David-son, Zhang, Khasabov, Simone, & Giesler, 2009). Opiat, yang mengurangi rasa sakit, meningkatkan rasa gatal (Andrew & Craig, 2001). Morfin dan prosedur lain yang mengurangi nyeri cenderung meningkatkan rasa gatal (Y. Liu et al., 2010; Moser & Giesler, 2013). Hubungan penghambatan antara nyeri dan gatal ini merupakan bukti jelas bahwa gatal bukanlah suatu jenis nyeri. Bukti lebih lanjut adalah demonstrasi bahwa memblokir serat gatal tidak mengurangi rasa sakit (Roberson et al., 2013). Penelitian ini membantu menjelaskan pengalaman yang mungkin Anda perhatikan. Ketika seorang dokter gigi memberi Anda Novocain sebelum mengebor- Jika Anda mencabut gigi, sebagian wajah Anda menjadi mati rasa. Satu jam atau lebih kemudian, ketika efek obat mulai hilang, Anda mungkin merasakan sensasi gatal di bagian wajah yang mati rasa. Namun saat mencoba menggaruknya, Anda tidak merasakan apa-apa karena sensasi sentuhan dan nyerinya masih mati rasa. Terbukti, efek dari Novocain hilang lebih cepat karena rasa gatal dibandingkan dengan akson sentuhan dan nyeri. "Faktanya Rasa gatal yang Anda rasakan saat ini merupakan bukti bahwa itu bukan hanya sekedar bentuk sentuhan atau rasa sakit. Menariknya, menggaruk kulit yang sebagian mati rasa tidak menghilangkan rasa gatalnya. Terbukti, menggaruk harus menimbulkan rasa sakit untuk mengurangi rasa gatal.

INDRA MEKANIK

    Indera mekanis mengingatkan Anda akan informasi penting, mulai dari panas hingga dingin, dan dari rasa sakit hingga sentuhan lembut dan menyenangkan. Sistem ini terdiri dari banyak reseptor, jalur tulang belakang, dan area otak. Namun kita merasakan semua informasi ini secara bersamaan—misalnya, saat Anda merasakan bentuk dan suhu suatu benda.

Modul 6.3 : Indera kimia

PENGKODEAN KIMIA

    Misalkan Anda dapat berkomunikasi lebih jauh hanya dengan membunyikan tiga bel besar di atap toko roti Anda. Anda harus membuat kode.

    Salah satu kemungkinannya adalah dengan memberi label pada ketiga lonceng tersebut: Lonceng bernada tinggi berarti, “Saya butuh tepung.” Lonceng bernada sedang membutuhkan gula, dan bel bernada rendah membutuhkan telur. Semakin Anda membutuhkan sesuatu, semakin cepat Anda membunyikan belnya. Kita akan menyebut sistem ini kode baris berlabel karena setiap bel mempunyai satu label yang tidak berubah. Tentu saja Anda bisa menggunakannya hanya untuk tepung, gula, atau telur.

    Sistem sensorik secara teori dapat menggunakan kedua jenis pengkodean tersebut. Dalam sistem yang mengandalkan prinsip garis berlabel, setiap reseptor akan merespons rangsangan dalam rentang terbatas, dan maknanya akan bergantung sepenuhnya pada neuron mana yang aktif. Dalam sistem yang mengandalkan prinsip pola lintas serat, masing-masing reseptor merespons rangsangan yang lebih luas, dan respons yang diberikan oleh akson tertentu tidak berarti apa-apa kecuali dibandingkan dengan apa yang dilakukan akson lain (R. P. Erickson, 1982).

 

RASA

    Penglihatan, pendengaran, dan sentuhan memberikan informasi yang berguna untuk banyak tujuan, namun rasa berguna hanya untuk satu fungsi, memberitahu kita apakah akan menelan sesuatu atau meludahkannya. Kita secara otomatis menyukai rasa manis, bahkan saat masih bayi (Booth, Higgs, Schneider, & Klinkenberg, 2010). Kami tidak menyukai rasa asam dan pahit, meskipun kami menerimanya dalam jumlah sedikit. Kami menyukai rasa asin, meskipun tingkat asin makanan yang disukai setiap orang berbeda-beda. Garam konsentrasi tinggi mulai terasa asam dan pahit juga, sehingga memicu rasa tidak suka (Oka, Butnaru, von Buchholtz, Ryba, & Zuker, 2013). Pengecapan dihasilkan dari rangsangan pada kuncup pengecap, yaitu reseptor di lidah. Ketika kita berbicara tentang rasa suatu makanan, yang kita maksudkan secara umum adalah rasa, yaitu kombinasi rasa dan bau.

RESEPTOR RASA

Reseptor rasa bukanlah neuron sejati, melainkan sel kulit yang dimodifikasi. Seperti neuron, reseptor rasa memiliki membran yang dapat dirangsang dan melepaskan neurotransmiter untuk merangsang neuron di sekitarnya, yang pada gilirannya mengirimkan informasi ke otak. Namun, seperti sel-sel kulit, reseptor rasa secara bertahap dihilangkan dan diganti, yang masing-masing bertahan sekitar 10 hingga 14 hari (Kinnamon, 1987). Reseptor rasa mamalia terdapat pada kuncup pengecap yang terletak pada papila permukaan lidah (lihat Gambar 6.19). Papila tertentu mungkin berisi hingga 10 atau lebih pengecap (Arvidson & Friberg, 1980), dan setiap pengecap berisi sekitar 50 sel reseptor.

 

Berapa banyak jenis reseptor rasa?

    Secara tradisional, masyarakat Barat menggambarkan rasa dalam istilah manis, asam, asin, dan pahit. Namun, beberapa selera menentang kategorisasi dalam empat label ini (Schiffman & Erickson, 1980; Schiffman, McElroy, & Erickson, 1980).

   Salah satu cara untuk mengidentifikasi tipe reseptor rasa adalah dengan menemukan prosedur yang mengubah satu reseptor tetapi tidak yang lain. Misalnya, mengunyah buah beri ajaib (yang berasal dari Afrika Barat) hanya memberikan sedikit rasa tetapi untuk sementara mengubah reseptor rasa manis. Buah beri ajaib mengandung protein—miraculin—yang memodifikasi reseptor rasa manis, memungkinkan asam merangsang reseptor tersebut (Bartoshuk, Gentile, Moskowitz, & Meiselman, 1974). Jika Anda mencoba ekstrak buah beri ajaib (tersedia melalui Internet), apa pun yang bersifat asam akan terasa manis selain rasa asam biasanya selama setengah jam berikutnya.

Meskipun kita telah lama mengetahui bahwa manusia mempunyai setidaknya empat jenis reseptor rasa, beberapa jenis bukti menunjukkan jenis reseptor kelima, yaitu glutamat, seperti pada monosodium glutamat (MSG). Lidah memiliki reseptor glutamat yang menyerupai reseptor glutamat sebagai neurotransmitter (Chaudhari, Landin, & Roper, 2000). Ingatlah gagasan bahwa evolusi itu “hemat”: Setelah sesuatu berevolusi untuk satu tujuan, ia dapat dimodifikasi untuk tujuan lain. Glutamat rasanya seperti kaldu ayam tawar. Bahasa Inggris tidak memiliki kata untuk rasa ini, sehingga peneliti berbahasa Inggris mengadopsi kata umami dalam bahasa Jepang.

 Misalnya, respon terhadap NaCl memudar dengan cepat, sedangkan respon terhadap sukrosa membutuhkan waktu lebih lama untuk dimulai dan kemudian tetap stabil (Di Lorenzo, Chen, & Victor, 2009). Apakah pola-pola ini benarbenar mengkodekan pengalaman rasa? Ya. Para peneliti menstimulasi selsel otak tikus yang responsif terhadap rasa dengan pola listrik yang cocok dengan kina. Tikus-tikus tersebut menjauh dari apa pun yang mereka minum pada saat itu, bereaksi seolah-olah mereka sedang mencicipi sesuatu yang pahit (Di Lorenzo, Leshchinsky, Moroney, & Ozdoba, 2009). Stimulasi listrik pada pola temporal lainnya tidak menyebabkan reaksi ini.

Mekanisme reseptor rasa

    Reseptor rasa asin itu sederhana. Ingatlah bahwa neuron menghasilkan potensial aksi ketika ion natrium melintasi membrannya. Reseptor rasa asin, yang mendeteksi keberadaan natrium, dengan mudah memungkinkan ion natrium di lidah melintasi membrannya. Bahan kimia yang mencegah natrium melintasi membran melemahkan rasa asin (DeSimone, Heck, Mierson, & DeSimone, 1984; Schiffman, Lockhead, & Maes, 1983). Reseptor asam mendeteksi keberadaan asam (Huang et al., 2006).

    Reseptor rasa manis, pahit, dan umami menyerupai sinapsis metabotropik yang dibahas dalam Bab 2 (He et al., 2004; Lindemann, 1996). Setelah molekul berikatan dengan salah satu reseptor ini, ia mengaktifkan protein G yang melepaskan pesan kedua di dalam sel. Masing-masing reseptor ini melepaskan ad-enosine triphosphate (ATP) sebagai neurotransmitter (Taruno et al., 2013) Salah satu konsekuensi dari banyaknya reseptor rasa pahit adalah kita mendeteksi berbagai macam bahan kimia berbahaya. Alasan lainnya adalah karena setiap jenis reseptor pahit hadir dalam jumlah kecil, kami tidak mendeteksi konsentrasi zat pahit yang sangat rendah Banyak bahan kimia pahit juga memicu reseptor di hidung, memicu batuk dan bersin jika Anda menghirupnya (Tizzano et al., 2010). Artinya, bahan kimia yang pahit itu beracun, dan tubuh melakukan apa pun untuk mengeluarkannya.

Pengodean Rasa di otak

    Informasi dari reseptor di dua pertiga anterior lidah mengalir ke otak sepanjang chorda tympani, cabang dari saraf kranial ketujuh (saraf wajah). Informasi pengecapan dari lidah posterior dan tenggorokan berjalan sepanjang cabang saraf kranial kesembilan dan kesepuluh. Menurut Anda apa yang akan terjadi jika seseorang membius chorda tympani Anda? Anda tidak akan lagi merasakan apa pun di bagian depan lidah Anda, tetapi Anda mungkin tidak akan menyadarinya, karena Anda masih merasakan bagian belakangnya

Namun, kemungkinannya sekitar 40 persen bahwa Anda akan merasakan “hantu” rasa, serupa dengan pengalaman anggota tubuh hantu yang dibahas di Bab 4 (Yanagisawa, Bartoshuk, Catalanotto, Karrer, & Kveton, 1998). Artinya, Anda mungkin merasakan rasa meskipun tidak ada apa pun di lidah Anda. Jelasnya, masukan dari bagian anterior dan posterior lidah Anda berinteraksi dengan cara yang kompleks. Saraf pengecap menonjol ke nukleus traktus solitarius (NTS), sebuah struktur di medula (Travers, Pfaffmann, & Norgren, 1986). Dari NTS, informasi bercabang, mencapai pons, hipotalamus lateral, amigdala, talamus ventral-posterior, dan dua area korteks serebral (Pritchard, Hamilton, Morse, & Norgren, 1986; Yamamoto, 1984). Salah satu area ini, korteks somatosensori, merespons aspek sentuhan pada rangsangan lidah. Area lainnya, yang dikenal sebagai insula, adalah korteks pengecap primer. Insula di setiap belahan korteks menerima masukan dari kedua sisi lidah (Stevenson, Miller, & McGrillen, 2013). Beberapa hubungan utama diilustrasikan pada Gambar 6.21. Meskipun sebagian besar sel di NTS merespons

Variasi sensitivitas rasa

    Sensitivitas rasa bervariasi antar spesies hewan (Yarmolinsky, Zuker, & Ryba, 2009). Kucing, hyena, anjing laut, dan singa laut tidak memiliki reseptor rasa manis (Jiang et al., 2012). Sebagai karnivora (pemakan daging), mereka tidak pernah memilih makanan berdasarkan rasa manis. Jika Anda melihat kucing meminum susu, yang dimaksud adalah protein atau lemaknya, bukan rasa manisnya. Lumba-lumba memiliki sedikit reseptor rasa jenis apa pun (Jiang dkk. 2012). Mereka hanya makan ikan, yang mereka telan utuh, sehingga mereka tidak terlalu membutuhkan indra perasa. Seiring waktu evolusi, mereka mengalami penurunan produksi reseptor rasa fungsional

    Setiap orang juga memiliki kepekaan rasa yang berbeda-beda. Demonstrasi yang terkadang digunakan di kelas laboratorium biologi adalah mencicipi feniltiokarbamid (PTC) atau 6-n-propiltiourasil (PROP). Kebanyakan orang—disebut pencicip—mencicipi rasa pahit pada konsentrasi rendah, namun orang lain—yang bukan pencicip—gagal merasakannya kecuali pada konsentrasi tinggi. Satu gen mengendalikan sebagian besar varian, meskipun gen lain juga berkontribusi (Kim et al., 2003)

    Para peneliti telah mengumpulkan data ekstensif tentang persentase orang yang tidak mencicipi makanan di berbagai populasi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.22 (Guo & Reed, 2001). Gambar tersebut tidak menunjukkan hubungan yang jelas antara mencicipi PTC dan masakan. Untuk Misalnya, orang yang tidak mencicipi adalah hal yang umum di India, yang makanannya pedas, dan juga di Inggris, yang makanannya relatif hambar.

Pada tahun 1990-an, para peneliti menemukan bahwa orang dengan sensitivitas rendah terhadap zat pahit juga kurang sensitif terhadap rasa lain dibandingkan orang rata-rata. Orang-orang yang berada pada ekstrem yang berlawanan, dikenal sebagai supertaster, sangat sensitif terhadap semua rasa dan sensasi mulut (Drewnowski, Henderson, Shore, & Barratt-Fornell, 1998). Rata-rata, para supertaster lebih menyukai makanan favorit mereka dibandingkan orang lain, dan lebih menghindari makanan yang paling tidak mereka sukai. 

    

Kebanyakan dari mereka menghindari makanan yang rasanya kuat atau pedas. Namun, budaya dan keakraban mempunyai pengaruh yang besar terhadap preferensi makanan masyarakat. Akibatnya, bahkan setelah Anda memikirkan seberapa besar Anda menyukai atau tidak menyukai makanan dengan rasa yang kuat, Anda tidak dapat dengan yakin mengidentifikasi diri Anda sebagai seorang supertaster, taster, atau nontaster.

  

Reseptor Penciuman

    Neuron yang bertanggung jawab terhadap penciuman adalah sel olfaktorius yang melapisi epitel olfaktorius di bagian belakang saluran udara hidung. Pada mamalia, setiap sel penciuman mempunyai silia (dendrit seperti benang) yang memanjang dari badan sel hingga ke permukaan mukosa saluran hidung. Reseptor penciuman terletak di silia.

Berapa banyak jenis reseptor penciuman yang kita miliki? Para peneliti menjawab pertanyaan serupa tentang penglihatan warna pada tahun 1800an, namun membutuhkan waktu lebih lama untuk melakukan penciuman. Linda Buck dan Richard Axel (1991) mengidentifikasi keluarga protein pada reseptor penciuman. Seperti reseptor neurotransmitter metabotropik, masing-masing protein ini melintasi membran sel tujuh kali dan merespons bahan kimia di luar sel (di sini molekul bau, bukan neurotransmitter) dengan memicu perubahan pada protein G di dalam sel. Protein G kemudian memicu aktivitas kimia yang menghasilkan potensial aksi. Perkiraan terbaik adalah manusia memiliki beberapa ratus protein reseptor penciuman, sedangkan tikus dan mencit memiliki sekitar seribu jenis (X. Zhang & Firestein, 2002). Sejalan dengan itu, tikus dapat membedakan bau-bauan yang tampak sama bagi manusia (Rubin & Katz, 2001).

Implikasi untuk pengkodean

    Kita hanya mempunyai tiga jenis kerucut dan lima jenis reseptor rasa, sehingga para peneliti terkejut menemukan begitu banyak jenis reseptor penciuman. Keberagaman tersebut memungkinkan adanya spesialisasi fungsi yang sempit. Sebagai ilustrasi, karena kita hanya mempunyai tiga jenis kerucut, masing-masing kerucut berkontribusi terhadap setiap persepsi warna. Setiap reseptor penciuman hanya merespons sedikit rangsangan. Respons dari satu reseptor mungkin berarti, “asam lemak dengan rantai lurus yang terdiri dari tiga hingga lima atom karbon.” Respons yang lain mungkin berarti, “asam lemak atau aldehida dengan rantai lurus yang terdiri dari lima hingga tujuh atom karbon” (Araneda, Kini, & Firestein, 2000; Imamura, Mataga, & Mori, 1992; Mori, Mataga, & Imamura, 1992). Aktivitas gabungan dari kedua reseptor tersebut mengidentifikasi suatu bahan kimia dengan tepat.

Anda mungkin bertanya-tanya, “Mengapa evolusi bersusah payah merancang begitu banyak tipe reseptor penciuman? Bagaimanapun, penglihatan warna dapat dilakukan hanya dengan tiga jenis.

Salah satu protein reseptor penciuman Protein ini menyerupai protein reseptor sinaptik. Ia merespons bahan kimia di luar sel dan memicu aktivitas protein G di dalam sel. Reseptor penciuman yang berbeda sedikit berbeda dalam strukturnya. Setiap lingkaran kecil dalam diagram ini mewakili satu asam amino dari protein. Lingkaran hijau muda mewakili asam amino yang sama di sebagian besar protein reseptor penciuman. Lingkaran hijau tua melambangkan asam amino yang bervariasi. Dicetak ulang dari Cell, 65, Buck & Axel, Keluarga multigene baru dapat mengkodekan reseptor bau: Dasar molekuler untuk pengenalan bau, 1991 dengan izin dari Elsevier

kerucut.” Alasan utamanya adalah energi cahaya dapat diatur sepanjang satu dimensi, panjang gelombang. Penciuman memproses bahan kimia yang terbawa udara yang tidak tersebar dalam satu kontinum.

Pesan ke otak

    Ketika reseptor olfaktorius distimulasi, aksonnya membawa impuls ke bulbus olfaktorius (lihat Gambar 3.12). Meskipun reseptor-reseptor yang sensitif terhadap bahan kimia tertentu tersebar secara sembarangan di hidung, akson-aksonnya menemukan jalan menuju sel target yang sama di bulbus olfaktorius, sehingga bahan-bahan kimia dengan bau yang sama merangsang area yang berdekatan, dan bahan-bahan kimia dengan bau yang berbeda merangsang area yang lebih terpisah. daerah (Uchida, Takahashi, Tanifuji, & Mori, 2000). Selain itu, bau menyenangkan cenderung berkumpul, dan bau tidak sedap cenderung menyatu (Lapid et al., 2011). Artinya, sel-sel di bulbus olfaktorius mengkodekan identitas bau.

Bulbus olfaktorius mengirimkan akson ke area olfaktorius di korteks serebral. Zat kompleks seperti makanan mengaktifkan populasi sel yang tersebar (Lin, Shea, & Katz, 2006; Rennaker, Chen, Ruyle, Sloan, & Wilson, 2007). Banyak sel memberikan respon terbesarnya terhadap jenis makanan tertentu, seperti buah beri atau melon (Yoshida & Mori, 2007). Seperti pada bulbus olfaktorius, bahan kimia yang berbau mirip dengan kita membangkitkan aktivitas di sel tetangganya (Howard, Plailly, Grueschow, Haynes, & Gottfried, 2009).

Reseptor penciuman rentan mengalami kerusakan karena terpapar udara. Berbeda dengan reseptor penglihatan dan pendengaran Anda, yang tetap ada pada Anda seumur hidup, reseptor penciuman memiliki rata-rata waktu bertahan hidup lebih dari sebulan. Pada saat itu, sel induk matang menjadi sel penciuman baru di lokasi yang sama dengan sel penciuman pertama dan mengekspresikan protein reseptor yang sama (Nef, 1998). Aksonnya kemudian harus menemukan jalannya menuju sasaran yang tepat di bulbus olfaktorius. Setiap akson neuron penciuman berisi salinan protein reseptor penciumannya, yang digunakannya seperti kartu identifikasi untuk menemukan pasangan yang tepat (Barnea et al., 2004; Strotmann, Levai, Fleischer, Schwarzenbacher, & Breer, 2004). Namun, jika seluruh permukaan penciuman rusak sekaligus akibat semburan asap beracun sehingga sistem harus mengganti semua reseptor pada saat yang bersamaan, banyak reseptor yang gagal membuat koneksi yang benar, dan pengalaman penciuman tidak pulih sepenuhnya ( Iwema, Fang, Kurtz, Youngentob, & Schwob, 2004).

Perbedaan individu

    Dalam penciuman, seperti halnya hal lainnya, setiap orang berbeda. Rata-rata, wanita lebih mudah mendeteksi bau dibandingkan pria, dan respons otak terhadap bau lebih kuat pada wanita dibandingkan pria. Perbedaan tersebut terjadi pada semua umur dan semua budaya yang telah diuji oleh para peneliti (Doty, Applebaum, Zusho, & Settle, 1985; Yousem et al., 1999). Selain itu, jika orang berulang kali memperhatikan suatu bau samar, wanita dewasa muda secara bertahap menjadi semakin sensitif terhadap bau tersebut, hingga mereka dapat mendeteksinya dalam konsentrasi sepersepuluh ribu dari konsentrasi awalnya (Dalton, Doolittle, & Breslin, 2002). Laki-laki, perempuan sebelum pubertas, dan perempuan setelah menopause tidak menunjukkan efek tersebut, sehingga tampaknya bergantung pada hormon wanita. Kita hanya bisa berspekulasi tentang mengapa kita mengembangkan hubungan antara hormon wanita dan sensitisasi bau.

Selain itu, pertimbangkan penelitian mengejutkan ini: Melalui keajaiban bioteknologi, para peneliti menghapus sebuah gen yang mengontrol saluran yang dilalui sebagian besar kalium di neuron tertentu di bulbus olfaktorius. Kalium, seperti yang dibahas pada Bab 1, meninggalkan neuron setelah potensial aksi, sehingga memulihkan potensial istirahat. Tanpa hipotesis tertentu, para peneliti menguji apa yang akan terjadi jika mereka menghapus saluran kalium tersebut pada tikus.

Biasanya, penghapusan gen apa pun akan menyebabkan defisit, dan penghapusan gen penting seringkali berakibat fatal. Bayangkan keheranan para peneliti ketika mereka menemukan bahwa tikus yang kekurangan saluran kalium ini mempunyai indra penciuman yang jauh lebih baik. Bahkan, bisa dibilang mereka punya kekuatan super: Mereka bisa mendeteksi bau samar, kurang dari seperseribu jumlah minimum yang bisa dideteksi tikus lain. Bola penciuman mereka memiliki anatomi yang tidak biasa, dengan kelompok neuron yang lebih banyak tetapi lebih kecil (Fadool et al., 2004). Rupanya, penghapusan gen kalium ini menyebabkan peningkatan kompensasi saluran natrium tertentu yang meningkatkan sensitivitas bau (Lu, Das, Fadool, & Kaczmarek, 2010). Agaknya tikus tersebut mengalami kekurangan dalam hal lain, atau evolusi akan menghapus gen ini sejak lama. Namun, ini adalah contoh luar biasa tentang bagaimana satu gen dapat membuat perbedaan besar.

Penciuman

    Ofaksi, indera penciuman, adalah respons terhadap bahan kimia yang bersentuhan dengan selaput di dalam hidung. Bagi sebagian besar mamalia, penciuman sangat penting untuk menemukan makanan dan pasangan dan untuk menghindari bahaya. Sebagai contoh, tikus dan tikus menunjukkan penghindaran langsung yang tidak terpelajar dari bau kucing, rubah, dan preda-tors lainnya. Tikus yang tidak memiliki reseptor penciuman tertentu gagal dihindari, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 6.24 (Kobayakawa et al., 2007). Spesies non-hewan pengerod memiliki reseptor penciuman yang sama tanpa respons penghindaran bawaan (Dewan, Pacifico, Zhan, Rinberg, & Bozza, 2013).

GAMBAR 6.24 Hasil dari kehilangan satu jenis reseptor penciuman

Tikus normal secara bawaan menghindari bau kucing, rubah, dan predator lainnya. Kucing ini baru saja selesai makan besar. 

Sumber: Kobayakawa et al., 2007

Pertimbangkan juga tahi lalat berhidung bintang dan tikus air, dua spesies yang mencari di sepanjang dasar kolam dan sungai untuk cacing, kerang, dan invertebrata lainnya. Kita mungkin berasumsi bahwa penciuman tidak akan berguna di bawah air. Namun, hewan-hewan ini menghembuskan gelembung udara kecil ke tanah dan kemudian menghirupnya lagi. Dengan demikian, mereka dapat mengikuti jejak bawah laut dengan cukup baik untuk melacak mangsanya (Catania, 2006).

Penciuman kita lebih baik dari yang kita duga, jika kita memberikan kesempatan yang adil (meskipun anjing pelacak masih jauh lebih baik).

Penciuman sangat penting untuk pilihan makanan kita.

Banyak dari apa yang kita sebut "rasa" atau "rasa" benar-benar bau makanan. Cobalah menahan hidung Anda saat Anda makan, dan perhatikan berapa banyak rasa yang hilang.

Penciuman juga memainkan peran penting dalam perilaku sosial.

Anda mungkin pernah mendengar ungkapan "bau ketakutan," dan penelitian mendukung ide itu. Eksperimen mengumpulkan keringat dari ketiak pria muda sementara pria menonton video yang membangkitkan rasa takut, jijik, atau tidak ada emosi. Kemudian para peneliti merekam ekspresi wajah oleh wanita muda yang mengendus sampel.

Wanita yang mencium sampel ketakutan menunjukkan ekspresi ketakutan yang ringan dan mereka yang mencium sampel jijik tampak tidak enak. Mereka yang mencium sampel netral menunjukkan sedikit atau tidak ada ekspresi (de Groot, Smeets, Kaldewaij, Duijndam, & Semin, 2012). Ternyata bau memberi kita petunjuk bagaimana perasaan orang lain.

Jika Anda terpapar bau orang lain (tanpa informasi lain tentang mereka), dan Anda menilai keinginan mereka sebagai pasangan romantis yang potensial, Anda mungkin akan melakukan pre-ter orang-orang yang berbau sedikit berbeda dari diri Anda dan anggota keluarga Anda (Havlicek & Roberts, 2009). Menghindari pasangan yang berbau seperti saudara laki-laki atau perempuan Anda mengurangi kemungkinan kawin sedarat.

GAMBAR 6.25 Seseorang mengikuti jejak aroma  Kebanyakan orang berhasil mengikuti jejak hanya dengan hidung mereka untuk membimbing mereka. Dari: Ilmu Saraf Alam, 10, hlm. 27-29,  "Mekanisme pelacakan aroma pada manusia;" J. Porter et. al, 2007

Reseptor Penciuman

    Neuron yang bertanggung jawab untuk penciuman adalah sel-sel penciuman yang melapisi epitel penciuman di bagian belakang saluran udara hidung (lihat Gambar 6.26). 

Pada mamalia, setiap sel penciuman memiliki silia (dendrit seperti benang) yang memanjang dari tubuh sel ke permukaan lendir saluran hidung. Reseptor penciuman terletak di silia.

Berapa banyak jenis reseptor penciuman yang kita miliki? Para peneliti menjawab pertanyaan analog untuk penglihatan warna pada 1800-an tetapi membutuhkan waktu lebih lama untuk penciuman. Linda Buck dan Richard Axel (1991) mengidentifikasi keluarga protein dalam reseptor penciuman, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.27.

 Seperti reseptor neurotransmiter metabotropik, masing-masing protein ini melintasi membran sel tujuh kali dan merespons bahan kimia di luar sel (di sini molekul berbau, bukan neu-rotransmitter) dengan memicu perubahan protein G di dalam sel. Protein G kemudian memprovokasi aktivitas kimia yang mengarah ke potensi aksi. Perkiraan terbaik adalah bahwa manusia memiliki beberapa ratus protein reseptor penciuman, sedangkan tikus dan tikus memiliki sekitar seribu jenis (X. Zhang & Firestein,2002). Sejalan dengan itu, tikus membedakan antara bau yang tampak sama dengan manusia (Rubin & Katz, 2001).

Sinestesi

    Akhirnya, mari kita pertimbangkan sesuatu yang bukan satu indera tetapi kombinasi: Sinestesia adalah pengalaman yang dimiliki beberapa orang di mana stimulasi satu indera membangkitkan persepsi indera itu dan yang lain juga. Misalnya, seseorang mungkin menganggap huruf J sebagai hijau atau mengatakan bahwa setiap rasa terasa seperti bentuk tertentu pada lidah (Barnett et al., 2008). Dalam kata-kata satu orang, "Bagi saya, rasa daging sapi berwarna biru tua.

Aroma almond berwarna oranye pucat. Dan ketika saksofon tenor diputar, musiknya terlihat seperti bola ular melingkar yang mengambang dan tergantung dari tabung neon ungu yang menyala" (Day, 2005, hal. 11).

Berbagai penelitian membuktikan realitas sinestesia. Orang-orang yang melaporkan sinestesia telah meningkatkan jumlah materi abu-abu di area otak tertentu dan mengubah koneksi ke area lain (Jäncke, Beeli, Eulig, & Hänggi, 2009; Rouw & Scholte,

2007; Weiss & Fink, 2009). Orang-orang yang merasakan warna dalam huruf dan angka telah meningkatkan koneksi antara area otak yang merespons warna dan mereka yang merespons huruf dan angka (Tomson, Narayan, Allen, & Eagleman,

2013). Mereka juga menunjukkan karakteristik perilaku yang akan sulit untuk dipura-purakan. Cobalah untuk menemukan 2 di antara 5 di masing-masing tampilan berikut:

Apa yang menyebabkan sinestesia? Ini berkelompok dalam keluarga, menunjukkan kecenderungan genetik (Barnett et al., 2008), dan sering terjadi dalam keluarga yang sama dengan orang-orang dengan nada absolut, menunjukkan bahwa dua kondisi berbagi kecenderungan genetik mereka (Gregerson et al., 2013). Namun, jelas orang tidak dilahirkan dengan letter-to-color atau number-to-color synesthe-sia. (Tidak ada yang terlahir mengetahui huruf-huruf alfabet.) Dalam beberapa kasus, kami melihat di mana orang belajar asosiasi mereka. Para peneliti menemukan 10 orang dengan sinestesia yang asosiasinya cocok atau hampir cocok dengan warna magnet kulkas Fisher-Price yang mereka gunakan sebagai anak-anak, seperti merah A, kuning C, dan hijau D (Witthoft & Winawer, 2013). Hanya sebagian kecil anak-anak yang bermain dengan magnet ini yang mengembangkan syn-esthesia, dan kebanyakan orang dengan synesthesia memiliki aso-ciations yang berbeda, sehingga mainan hanya mewakili satu bagian dari penjelasan.

Ketika orang-orang salah merasakan stimulus—seperti dalam ilusi—pengalaman sinestetik sesuai dengan apa yang dipikirkan orang itu, bukan apa yang sebenarnya (Bargary, Barnett, Mitchell, & Newell, 2009). Hasil ini menyiratkan bahwa fenomena tersebut terjadi di korteks serebral, bukan di reseptor atau koneksi pertama mereka ke sistem saraf. Selanjutnya, bagi sebagian orang, gagasan tentang sebuah kata memicu pengalaman sinestetik sebelum mereka memikirkan kata itu sendiri. Satu orang yang tidak bisa memikirkan "castanets" mengatakan itu ada di ujung lidah ... tidak yakin apa kata itu, tetapi rasanya seperti tuna (Simner & Ward,

2006). Seorang pria dengan defisiensi penglihatan warna melaporkan warna sinestetik yang tidak dia lihat dalam kehidupan nyata. Dia menyebut mereka "warna Mars" (Ramachandran, 2003). Terbukti, otaknya bisa melihat semua warna, padahal kerucutnya tidak bisa mengirim pesan.

    Satu hipotesis adalah bahwa akson dari satu area kortikal bercabang ke area kortikal lain. Penjelasan ini berlaku untuk setidaknya beberapa kasus. Seorang wanita menderita kerusakan pada area somatosensori talamus kanannya. Awalnya dia, seperti yang diharapkan, tidak sensitif terhadap sentuhan di lengan dan tangan kirinya. Lebih dari satu setengah tahun, dia secara bertahap memulihkan sebagian dari sensasi sentuhannya. Namun, selama periode itu, area somatosensori korteks kanannya menerima sedikit masukan. Beberapa akson dari sistem pendengarannya menginvasi korteks somatosensori. Sebagai hasilnya, dia mengembangkan sinestesia pendengaran-ke-sentuhan yang tidak biasa. Banyak suara menyebabkan dia merasakan sensasi kesemutan yang intens di lengan dan tangan kirinya (Beauchamp & Ro, 2008; Naumer & van den Bosch, 2009).

VIDEO YOUTUBE 

https://youtu.be/udzhuFz3HKw?si=WAko6xUxNtbGw24n

https://youtu.be/ryGMI3SpxCE?si=kfMryQRBDzDhfdGO