7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Anatomi dan Neurofisiologi Otak Otak adalah organ vital yang terdiri dari 100-200 milyar sel aktif yang saling berhubungan dan bertanggung jawab atas fungsi mental dan intelektual kita. Otak terdiri dari sel-sel otak yang disebut neuron (Leonard, 2008). Otak merupakan organ yang sangat mudah beradaptasi meskipun neuron- neuron di otak mati tidak mengalami regenerasi, kemampuan adaptif atau plastisitas pada otak dalam situasi tertentu bagian-bagian otak dapat mengambil alih fungsi dari bagian-bagian yang rusak. Otak sepertinya belajar kemampuan baru. Ini merupakan mekanisme paling penting yang berperan dalam pemulihan stroke (Feigin, 2006). Secara garis besar, sistem saraf dibagi menjadi 2, yaitu sistem saraf pusat dan sistem saraf tepi. Sistem saraf pusat (SSP) terbentuk oleh otak dan medulla spinalis. Sistem saraf disisi luar SSP disebut sistem saraf tepi (SST). Fungsi dari SST adalah menghantarkan informasi bolak balik antara SSP dengan bagian tubuh lainnya (Noback dkk, 2005). Otak merupakan bagian utama dari sistem saraf, dengan komponen bagiannya adalah: 2.1.1 Humunkulus Sistem motorik dan sensorik diatur oleh area otak tertentu. Pemetaannya disesuaikan dengan anggota gerak yang diinervasi. Pada anggota gerak yang
44
Embed
penambahan latihan hidroterapi pada terapi bobath ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Anatomi dan Neurofisiologi Otak
Otak adalah organ vital yang terdiri dari 100-200 milyar sel aktif yang
saling berhubungan dan bertanggung jawab atas fungsi mental dan intelektual
kita. Otak terdiri dari sel-sel otak yang disebut neuron (Leonard, 2008).
Otak merupakan organ yang sangat mudah beradaptasi meskipun neuron-
neuron di otak mati tidak mengalami regenerasi, kemampuan adaptif atau
plastisitas pada otak dalam situasi tertentu bagian-bagian otak dapat mengambil
alih fungsi dari bagian-bagian yang rusak. Otak sepertinya belajar kemampuan
baru. Ini merupakan mekanisme paling penting yang berperan dalam pemulihan
stroke (Feigin, 2006).
Secara garis besar, sistem saraf dibagi menjadi 2, yaitu sistem saraf pusat
dan sistem saraf tepi. Sistem saraf pusat (SSP) terbentuk oleh otak dan medulla
spinalis. Sistem saraf disisi luar SSP disebut sistem saraf tepi (SST). Fungsi dari
SST adalah menghantarkan informasi bolak balik antara SSP dengan bagian tubuh
lainnya (Noback dkk, 2005).
Otak merupakan bagian utama dari sistem saraf, dengan komponen
bagiannya adalah:
2.1.1 Humunkulus
Sistem motorik dan sensorik diatur oleh area otak tertentu. Pemetaannya
disesuaikan dengan anggota gerak yang diinervasi. Pada anggota gerak yang
8
memiliki tingkat sensitivitas yang peka dan memiliki gerak motorik yang halus,
maka memiliki area yang luas. Humunkulus dibagi menjadi 2 macam, yakni
humunkulus motorik dan humunkulus sensorik.
Humunkulus motorik merupakan area pergerakan tubuh yang
dipresentasikan dengan bentuk terbalik di girus presentalis. Mulai dari bawah
kearah superior adalah struktur yang berperan dalam proses menelan, lidah, dan
daerah wajah. Area berikutnya merupakan daerah luas untuk gerakan jari,
terutama ibu jari, tangan, bahu, badan (gambar 2.1). Gerakan pinggul, lutut,
pergelangan kaki dipresentasikan di area girus presentalis yang paling tinggi.
Humunkulus menggambarkan area otak yang berfungsi untuk menginervasi
bagian tubuh tertentu secara kontralateral. Humunkulus motorik berasal dari area
motorik primer (area 4 broadman) yang merupakan area otak yang berfungsi
untuk mengeksekusi gerakan. Area ini akan membentuk sebuah jalur desenden ke
medulla spinalis atau yang biasa disebut traktus piramidalis. Semakin luas area
humunkulus, maka semakin komplek pula fungsi area tubuh yang diinervasi
olehnya. Apabila area motorik ini mengalami kerusakan, maka akan menyebabkan
kelainan pada bagian tubuh yang diinervasi oleh area otak tersebut (Scivoletto,
2007)
9
Gambar 2.1 Humunkulus motorik (Scivoletto, 2007)
Selain humunkulus motorik, terdapat humunkulus sensorik (gambar 2.2).
Humunkulus ini terletak pada girus possentralis di lobus parietalis di area 1, 2,
dan 3 menurut topografi broadman. Area ini merupakan area somatosensorik yang
bennanfaat untuk menerima rangsang yang datang dari panca indra. Proses
penerimaan impuls oleh area somatosensorik dibagi menjadi 3 orde. Orde
pertama, stimulus atau rangsang yang diterima oleh reseptor-reseptor ditingkat
perifer dibawa menuju ke posterior horn cell (PHC) di medula spinalis. Orde
kedua, membawa impuls dari medulla spinalis menuju thalamus yang dibawa oleh
traktus spinotalamikus. Selanjutnya impuls dari thalamus akan dibawa menuju
kortek sensorik melalui traktus thalamokortikalis (Wade, 2013).
Kelainan yang muncul pada kondisi CP Spastik Diplegia mempunyai ciri
ekstremitas bawah dominan mengalami gangguan. Berdasarkan susunan
humunkulus pada gambar 2.1, dapat disimpuIkan bahwa CP Spastik Diplegia.
mengalami gangguan pada area otak yang mengurusi anggota gerak bawah yang
terletak pada sisi superior cerebri (Sherpherd, 2007).
10
Gambar 2.2 Humunkulus sensorik (Sherpherd, 2007)
2.1.2 Area Broadman
Otak memiliki banyak fungsi, salah satunya adalah fungsi motorik. Area
otak yang mengurusi motorik atau gerakan berasal dari area otak yang terletak di
girus presentralis lobus frontalis. Aktivitas tersebut dimediasi oleh tiga area
kortek yakni, area motorik primer (area 4 broadman), area premotor (area 6
broadman) dan area motorik tambaban (gambar 2.3). Pada area presentralis yang
terletak pada girus presentralis, dibagi menjadi daerah posterior dan anterior.
Daerah posterior disebut sebagai area motorik, area motorik primer atau area
broadman 4 menempati girus presentalis yang membentang melewati tepi
superior masuk ke dalam lobulus parasentalis. Daerah anterior dikenal sebagai
area premotorik, area motorik sekunder atau area broadman 6, serta sebagian area
8, 44 dan 45. Fungsi dari area motorik primer adalah untuk menimbulkan
gerakan-gerakan individual pada berbagai bagian tubuh. Sedangkan fungsi dari
area premotorik adalah untuk menyimpan program aktivitas motorik yang
11
dikumpulkan berdasarkan pengalaman yang lalu. Dengan demikian, area
premotorik membuat program aktivitas motorik pada area motorik primer. Area
ini terutama berperan untuk mengontrol gerakan postural kasar melalui
hubungannya dengan basal ganglia. Area motorik tambahan terletak di girus
frontalis medialis pada permukaan medial hemisferium dan di anterior lobulus
parasentralis. Area motorik tambahan mentransmisikan informasi dari area lain di
kortek dan basal ganglia ke kortrek motorik primer (Gordon,2005).
Dalam sistem gerak, beberapa area di otak saling bekerjasama untuk
menghasilkan gerakan yang halus terkoordinasi. Gerakan yang terampil dan
terkoordinasi dihasilkan dari kerja kortek motorik yang dibantu oleh basal
ganglia. Sebuah perencanaan motorik dibuat oleh area premotor yang nantinya
akan dieksekusi oleh area motorik primer. Gerakan yang dihasilkan oleh kortek
motorik primer masih kasar, sehingga perlu dikontrol oleh area premotor yang
berhubungan dengan basal ganglia. Dengan peran dari basal ganglia maka gerakan
yang dihasilkan akan lebih terkontrol (Gordon, 2005).
Gambar 2.3 Area broadman cerebral cortek (Gordon, 2005)
12
Keterangan gambar 2.3
1. Area gerakan mata dan perubahan
pupil
2. Area premotor (bagian dari sirkuit
ekstrapiramidal)
3. Area motorik primer
4. Area somatosensorik
5. Area asosiasi sensorik
6. Area asosiasi
7. Area asosiasi visual
8. Area visual primer
9. Area asosiasi visual
10. Kortek audio primer
11. Area asosiasi audio
12. Area bicara
2.1.3 Sirkuit kontrol
Terdapat dua jalur pararel yang mengontrol dan memodifikasi gerakan, jalur
tersebut adalah jalur cerebellar dan jalur basal ganglia. Serebellum dan basal
ganglia menerima input dari beberapa kortek sensorik dan motorik dan di
proyeksikan kembali ke kortek serebri melalui thalamus. Serebellum dan basal
ganglia mengirim informasi ke brain stem dan traktus ekstrapiramidalis.
Serebellum berperan dalam mengkoordinasikan aktivitas otot selama gerakan,
gerakan lembut yang terarah, dan berfungsi untuk memulai gerakan. Sedangkan
basal ganglia berperan dalam motor program dan melakukan respon motorik
otomatis (Campion, 2008).
Basal ganglia merupakan istilah yang digunakan untuk menyebut beberapa
area di subcortical gray matter yang meliputi nukleus kaudatus, putamen, globus
pallidus, nukleus subthalamikus dan substansia nigra. Nukleus kaudatus dan
putamen menyusun striatum. Striatum merupakan reseptor utama dari basal
ganglia yang menerima input dari kortek serebri. sistem limbik, thalamus dan
substansia nigra. Input yang berasal dari kortek serebri merupakan eksitasi dan
merupakan proyeksi dari sensorik dan kortek motorik menuju ke putamen, dari
prefrontal kortek menuju ke nukleus kaudatus dan dari kortek limbik dan
13
amigdala menuju ke ventral striatum. Basal ganglia memiliki sejumlah lintasan
yakni (1) dari striatum ke globus pallidus ke thalamus ke kortek dan ke striatum,
(2) dari striatum ke substansia nigra dan ke striatum, (3) dari globus pallidus ke
subthalamus dan berakhir ke globus pallidus (Campion, 2008).
Input kortikal dari basal ganglia kebanyakan menggunakan
neurostransmitter glutamate. Striatum merupakan area di otak yang paling kaya
mengandung dua neurotransmitter yang penting didanalam system saraf pusat
yakni achetylchline dan dopamine. Acetylcholine merupakan neurotransmitter
pada sinaps di kebanyakan saraf, sedangkan dopamine diproduksi di substansia
nigra dan disalurkan ke striatum melalui akson nigrostriatal. untuk bekerja pada
striatum. Apabila terjadi kerusakan pada substansia nigra, maka akan
menyebabkan penurunan level dopamine pada striatum. Aktivitas basal ganglia
dimodulasi oleh neuron dopaminergic di substansia nigra. Dopamine memiliki
efek eksitasi pada neuron striatal pada jalur langsung dan efek inhibisi pada jalur
tidak langsung. Jalur langsung terdiri dari putamen nukleus kaudatus, dan striatum
menghasilkan inhibisi pada globus pallidus dan sebagai konsekuensinya
disinhibisi dari thalamus, superior kullikulus dan target lainnya. Jalur tidak
langsung yang terdiri dari nukleus subtalamik menghasilkan eksitasi dari output
saraf dari globus pallidus yang akan meningkatkan inhibisi pada organ target
(Campion, 2008).
Basal ganglia berperan dalam motor kontrol dan tindakan' otomatis dari
ketrampilan motorik yang bertindak dengan memfasilitasi penggunaan
perencanaan motorik. Basal ganglia tidak berfungsi untuk memulai gerakan,
14
namun berfungsi memodulasi pola gerakan yang telah dimulai pada level kortikal
Perobaban aktivitas antara jaIur langsung dan jalur tidak langsung, fungsi eksitasi
dan inhibisi dari sirkuit basal ganglia mendasari berbagai macam permasalahan
gerak termasuk diantaranya hypo/dnetic dan hyperkinetic movement disorder
(Gordon, 2005).
Serebelum berfungsi untuk mengawali dan mengatur gerakan, khususnya
gerakan yang terampil. Serebelum berfungsi sebagai pembanding antara
perencanaan motorik dan basil dari motorik, selain itu serebelum juga berfungsi
untuk mendeteksi kesalahan sistem. Serebelum mengirim sinyal untuk koreksi ke
brain stem dan kortek motorik. Pada serebelum terdapat tiga divisi fungsional
yakni vestibuloserebellum, spinoserebellum, dan serebroserebellum (Dorlan,
2009)
Vestibuloserebellum berfungsi untuk mengontrol dan mengkoordinasi otot-
otot aksial dan gerakan kepala dan mata, spinoserebellum berfungsi untuk
memberikan informasi motorik dan eksitabilitas motor neuron, serebroserebelum
berfungsi untuk mengawali gerakan dan koordinasi otot (Hesse, 2008).
2.1.4 Sistem piramidal
Sistem piramidal atau biasa yang disebut traktus kortikospinalis merupakan
jalur neuron tunggal yang keluar dari kortek serebri menuju ke medula spinalis
tanpa membentuk sinaps. Fungsi utama dari sistem ini adalah untuk melakukan
gerakan volunter dan gerakan terampil dibawah kontrol kesadaran. Sistem
piramidal membawa input dari area motorik primer, area premotor, areamotorik
tambahan. Impuls yang dimunculkan oleh kortek motorik berasal dari impuls
15
yang diterima dari kortek sensorik yang menerima stimulus astu rangsang yang
diterima oleh sarafsensorik yang berada di perifer. Serabut saraf piramidalis
menyilang ke sisi yang berlawanan pada medula oblongata. Pada sistem piramidal
terdapat 2 macam neurotransmitter yang berperan penting, yakni
neurotransmitter glutamate yang berfungsi sebagai eksitasi dan neurotransmitter
gamma-aminobutyric acid (GABA) yang berfungsi sebagai inhibitor (Levitt,
2013).
Lesi traktus piramidal ditandai dengan (1) adanya tanda babinski yang
ditandai dengan dorsi fleksi ibu jari kaki dan jari lainnya bergerak keluar ketika
kulit telapak kaki sepanjang sisi lateral digores, (2) hilangnya reflek abdominalis
superfisial otot abdominal gagal berkontraksi otot-otot kremaster gagal
berkontraksi ketika kulit pada sisi medial paha digores, (3) hilangnya penampakan
gerakan-gerakan volunter terlatih yang halus terutama terjadi pada ujung-ujung
distal anggota gerak (Dorlan, 2009).
2.1.5 Sistem Ekstrapiramidal
Komponen dari sistem ekstrapiramidal adalah jalur desenden brain stem.
Jalur desenden brain stem dikelompokkan menjadi dua grup fungsional, yakni
jalur medial dan lateral. Jalur medial berfungsi untuk mengontrol postur, pola
sinergis ekstensor pada seluruh ekstermitas dan gerakan orientasi dari kepala dan
badan. Jalur mempunyai kapasitas untuk gerakan fleksor yang independen
khususnya pada lengan (Rosenbaum,2007).
Jalur desenden brain stem medial meliputi medullary retikulospinal,
vestibulospinal, dan tektospinal. Medullary retikulospinal berasal dari neuron di
16
formasio retikularis. Aktivitas pada bagian ini adalah inhibisi dari ekstensor motor
neuron, eksitasi fleksor motor neuron dan menginhibisi tendon reflek.
Vestibulospinal berasal dari nukleus vestibularis. Nukleus vestibularis merupakan
sumber dari kebanyakan proyeksi vestibular ke spinal motor neuron. Nukleus ini
menerima input aferen dari saraf vestibularis dan input lain dari serebelum.
Aktivitas pada nukleus ini memproduksi eksitasi ekstensor motor neuron. Traktus
vestibulospinal yang berasal dari nukleus vetibular lateralis tidak turun menyilang
di ventral funikulus medulla spinalis. Serabut saraf ini berakbir di bagian anterior
hom cell (AHC) pada. alpha motor neuron dan gamma motor neuron. Sedangkan
traktus tektospinal penting untuk mediasi gerakan retlek kepala terhadap stimulus
visual dan audio (Rosenbaum, 2007).
Jalur desenden brain stem sisi lateral meliputi traktus rubrospinal yang
berasal dari red nucleus, dan traktus pontin retikulospinal yang berasal dari
dorsolateral formasio pontin reticular. Aktivitas pada bagian formasio retikularis
memproduksi eksitasi ekstensor motor neuron dan menginhibisi fleksor motor
neuron (Rosenbaum, 2007).
Secara umum respon gamma motor neuron terhadap stimulus sama dengan
alpha motor neuron yang menginervasi otot-otot ekstensor yang dieksitasi oleh
traktus vestibulospinal dan traktus pontin retikulospinal. Gamma motor neuron
mempunyai threshold yang lebih rendah dibanding alpha motor neuron. Sehingga
stimulus yang tidak mampu mengeksitasi alpha motor neuron, mampu
mengeksitasi gamma motor neuron dan stimulus yang mampu mengeksitasi alpha
17
motor neuron mungkin akan membuat eksitasi gamma motor neuron yang
berlebihan (Rosenbaum, 2007).
Sel saraf mempunyai kemampuan khusus yaitu merambatkan impuls dengan
mekanisme mensintesis asetilkolin dan zat adrenergic sebagai neurotransmitter
untuk memindahkan impuls ke saraf lain. Kecepatan metabolism lebih tinggi
dibandingkan sel tubuh lainnya, sehingga membutuhkan Oksigen dan glukosa
yang tinggi. Sel saraf mempunyai tonjolan yang disebut dendrit sebagai penerima
rangsang. Komponen penerima rangsang adalah dendrit, badan sel dan pangkal
akson (Rosenbaum, 2007).
Membran sel ada 2 lapis yang melindungi sel dengan komposisi yang
berbeda di tiap selnya. Ketebalannya antara 90-100 A, di tiap bagian terdapat
lapisan lagi yang melindungi bagian penting sel misalnya, mitochondria dan inti
sel. Sedangkan inti sel mengandung banyak sekali DNA dan RNA serta sebagai
pembentuk protein dan asam nukleat di sel yang digunakan sebagai aktifitas
metabolism sel untuk menghasilkan enzim sebagai kebutuhan respirasi sel
diantaranya ATP, glukosa phospat, alkalin phospat, dan lain-lain. Ukurannya
bervariasi tergantung pada aktifitasnya (Rosenbaum, 2007).
Transmisi impuls saraf merupakan fungsi utama saraf yaitu membawa pesan
dari dan ke sistem saraf. Serabut saraf dilapisi dengan selubung myelin sehingga
perintah ke masing-masing bagian tubuh tidak saling mempengaruhi. Rangsangan
terpeka adalah rangsangan listrik, diketemukan oleh Galvanik melalui percobaan