topik 5 asas neurofisiologi dalam kawalan motor 2

� PENGENALAN

Dalam topik lepas, kita telah mengetahui bahawa sistem saraf manusia adalah terdiri daripada sistem saraf pusat yang merangkumi otak dan saraf tunjang dan sistem saraf periferal yang terdiri daripada sistem saraf somatik dan autonomik. Tingkah laku manusia adalah bergantung kepada proses biokimia dan fisiologikal sistem saraf. Sistem saraf ini adalah terdiri daripada neuron yang

TTooppiikk

55

� Asas Neurofisiologi dalam Kawalan Motor 2

Pada akhir topik ini, anda seharusnya dapat:

1. Menyatakan bagaimana neuron menerima dan mentransmisikanimpuls;

2. Mengenal pastikan fungsi sinaps dalam transmisi neuron;

3. Menghuraikan secara ringkas jenis-jenis refleks voluntari berserta dengan contohnya;

4. Menerangkan fungsi korteks motor dan sensori dalam kawalanpergerakan manusia;

5. Menyatakan kawasann Brodmann yang terlibat secara langsungdengan korteks motor;

6. Menghuraikan secara ringkas bagaimana impuls ditransmisikan; dan

7. Menggunakan Model Brooks untuk menghuraikan secara ringkasbagaimana sesuatu aksi dirancang dan dilaksanakan.

HASIL PEMBELAJARAN

TOPIK 5 ASAS NEUROFISIOLOGI DALAM KAWALAN MOTOR 2 � 121

berfungsi untuk menerima dan menghantar mesej dalam bentuk impuls dari satu bahagian badan ke bahagian lain. Fungsi keseluruhan sistem saraf adalah untuk: menyepadukan, mentafsir dan mengawal semua aktiviti tubuh badan. Untuk melakukannya, neuron menerima dan bertindak balas terhadap rangsangan dan juga mentransmisikan isyarat dari satu neuron ke neuron lain.

TRANSMISI NEURON

Neuron berhubung dengan neuron lain melalui sinaps di mana terminal akson sesuatu sel bertembung dengan dendrit atau soma neuron lain. Apakah maksud transmisi neuron?

Pengalaman seperti pemikiran dan perasaan begitu juga dengan semua aksi lain adalah hasil daripada saraf impuls yang dihasilkan oleh neuron. Tanpa saraf, impuls seseorang itu dianggap mati klinikal. Maka, ia adalah penting untuk seseorang itu terus hidup. Neuron membentuk rangkaian melalui mana saraf impuls bergerak. Setiap neuron menerima hampir 15,000 perhubungan daripada neuron lain. Tahukah anda maksud sinaps?

Sesuatu neuron akan menghantar maklumat dengan saraf impuls. Apabila sesuatu saraf impuls sampai di sinaps, ia mengeluarkan neurotransmiter yang mempengaruhi neuron lain sama ada dengan cara:

(a) Menghalang (inhibitory); atau

(b) Merangsang (excitatory).

5.1

Transmisi neuron juga dikenali sebagai ttransmisi sinaptik merupakan sistem penghantaran isyarat antara neuron.

Neuron tidak menyentuh satu sama lain tetapi ia mempunyai titik kontak yang dikenali sebagai ssinaps.

� TOPIK 5 ASAS NEUROFISIOLOGI DALAM KAWALAN MOTOR 2122

Sinaps boleh merangsang atau menghalang iaitu meningkat atau mengurangkan aktiviti dalam neuron tertentu. Neuron berikutnya menyambung kepada neuron lain dan jika jumlah pengaruh rangsangan melebihi halangan, ia akan mewujudkan satu potensi aksi (action potential) baru di bukit akson. Ia akan menghantar maklumat kepada neuron lain atau menghasilkan satu pengalaman atau aksi. Rajah 5.1 berikut memaparkan transmisi neuron.

Rajah 5.1: Transmisi neuron

Setiap neuron adalah dihubungkan dengan neuron lain. Ia menerima pelbagai impuls daripada neuron ini. Apakah maksud summasi (summation)?

Jika neuron menerima impuls perangsang, ia juga akan mengeluarkan satu aksi potensi. Namun, jika neuron menerima jumlah impuls penghalang dan perangsang yang sama, impuls penghalang akan mengatasi impuls perangsang dan saraf impuls akan berhenti serta-merta.

Summasi adalah penggabungan impuls di bukit akson.


Secara ringkasnya, komponen saraf asas yang terlibat untuk penghasilan lakuan motor dapat digambarkan seperti Rajah 5.2 berikut.

Rajah 5.2: Komponen saraf asas bagi penghasilan lakuan motor

MEKANISME REFLEKS VOLUNTARI DAN INVOLUNTARI

Apakah pengertian refleks?

Terdapat dua jenis refleks iaitu:

(a) Refleks voluntari; dan

(b) Refleks involuntari. Tahukah anda maksud refleks voluntari?

5.2

Refleks merupakan tindakan terus antara rangsangan dan tindak balas yang tidak memerlukan pemikiran sedar.

Refleks voluntari melibatkan sekurang-kurangnya dua atau tiga neuron.

SEMAK KENDIRI 5.1

1. Jelaskan bagaimana neuron menerima dan mentransmisikanimpuls.

2. Apakah fungsi sinaps dalam transmisi neuron?


Jenis refleks ini dikenali sebagai rrefleks tiga neuron kerana ia memerlukan tiga jenis neuron berikut:

(a) NNeuron sensori;

(b) NNeuron interneuron; dan

(c) NNeuron motor. Ia juga dikenali sebagai rrefleks pengunduran (withdrawal reflex) oleh kerana ia biasanya melibatkan pengunduran daripada rangsangan kesakitan. Pengunduran ini tidak memerlukan pemikiran (rujuk Rajah 5.3) tetapi interneuron akan menghantar satu fiber melalui salur spinotalamik ke otak di mana kesakitan akan ditafsirkan. Ini berlaku serentak dengan pengunduran daripada rangsangan. Sebagai contoh, katakan anda tersentuh seterika panas. Dengan serta-merta, anda akan undur tangan anda dari seterika itu dan pada masa yang sama, anda rasa kesakitan.

Rajah 5.3: Refleks pengunduran

Bagi refleks involuntari pula boleh dibahagikan kepada tiga jenis: (a) RRefleks spinal atau monosipnatik (M1)

Refleks spinal atau monosipnatik ini terhasil kerana hanya melibatkan ninap secara terus antara satu neuron sensori dan neuron motor. Sinap ini juga dikenali sebagai refleks autogenetik di mana refleks ini melibatkan penerimaan stimulus dan penghasilan aksi pada otot yang sama. Litensi atau masa yang diambil bagi refleks ini adalah 30 milisaat � 50 milisaat. Neuron motor yang menerima maklumat hanya bersinap dengan otot ekstrafeusal.


Ciri-ciri unik sinap ini adalah:

(i) Berlakunya sinap secara terus;

(ii) Tidak melibatkan interneuron; dan

(iii) Hanya aferan 1a sahaja yang terletak di spindel otot yang beraktivasi. Rajah 5.4 berikut menggambarkan mekanisme umum refleks spinal atau monosipnatik.

Rajah 5.4: Mekanisme umum refleks spinal atau monosinaptik

Cara yang paling mudah untuk menunjukkan aktiviti ini adalah melalui refleks monosinaptik menerusi Rajah 5.5 berikut iaitu refleks patella.


Rajah 5.5: Refleks patella; contoh refleks monosinaptik

Berapakah sela masa yang terlibat?

Tempoh masa ini adalah terlalu cepat untuk membolehkan otak dan sistem motor untuk berfungsi dalam litar yang penuh. Refleks patella berlaku dalam respons kepada regangan yang ringkas, langsung dan bertenaga ke atas tendon. (b) RRefleks spinal atau fungsi (M2)

Mekanisme umum sama dengan M1 kecuali terdapat refleks fungsi yang melibatkan pusat refleks di tunjang otak seperti:

(i) Pusat respiratori;

(ii) Kardiak; dan

(iii) Vasomotor. Latensi yang diambil untuk penghasilan refleks ini lebih lama sedikit berbanding refleks monosipnatik, 50 milisaat � 80 milisaat. Keadaan ini berlaku kerana refleks ini melibatkan aferan 1a di spindel otot dan aferan

Sela masa antara mengetuk tendon patella dan permulaan pergerakan anggota badan adalah kira-kira 50 milisaat.

Bennett (1977)


1b di golgi tendon. Aferan 1b aktif apabila aferan 1a terima regangan yang terlalu tinggi, dan aferan 1b berfungsi untuk seimbangkan tekanan yang terhasil dan yang ditanggung oleh aferan 1a. Contohnya, aktiviti agonis dan antagonis otot.

(c) RRefleks postur

Refleks postur adalah refleks yang paling lama dalam refleks involuntari. Latensi yang diambil 80 milisaat � 120 milisaat. Ia melibatkan tindak balas otot secara sinergi iaitu tindakan otot secara urutan (mengikut kumpulan otot tertentu) untuk mengekalkan imbangan postur. Aktiviti saraf berlaku sehingga kawasan midbrain dan diensaphalon; melibatkan libatkan input dari sistem visual, vestibular dan somatosensori. Peranan utama refleks ini adalah untuk mengawal kesimbangan untuk kekalkan aksi keseimbangan (dinamik dan statik).

Refleks tendon dalaman berlaku apabila reseptor tendon bertindak balas terhadap penguncupan sesuatu otot. Fungsinya seperti refleks regangan iaitu menyelaraskan otot dan pergerakan badan. Refleks tendon dalaman melibatkan neuron sensori, interneuron dan neuron motor. Tindak balasnya berlawanan dengan rangsangan asal dan ini menyebabkan otot yang terangsang direlakskan. Refleks regangan dan tendon saling melengkapi antara satu sama lain. Misalnya, apabila satu otot diregangkan dan merangsangkan refleks regangan, pada masa yang sama, antagonis menguncup dan merangsangkan refleks tendon. Kedua-dua refleks ini menyebabkan tindak balas yang sama.

SEMAK KENDIRI 5.2

Terdapat dua jenis refleks iaitu refleks voluntari dan involuntari.Huraikan secara ringkas jenis refleks voluntari berserta dengancontohnya.

Berminat dengan aksi refleks regangan? Layari ke laman web berikut untuk melihat animasi pergerakan impuls:

http://bio.rutgers.edu/~gb102/lab_5/103am-pns.html

AKTIVITI 5.1


KORTEKS MOTOR DAN KORTEKS SENSORI

Seterusnya, subtopik ini menerangkan tentang korteks motor dan sensori. Apakah yang anda faham tentang otak manusia?

Setiap satunya melakukan ribuan hubungan dengan neuron lain untuk membentuk jumlah laluan yang banyak melalui otak. Kawasan berlainan dalam otak bentuk dikenali dengan perbezaan bentuk dan mempunyai peranan yang berlainan. Rajah 5.6 berikut memaparkan gambar otak manakala Jadual 5.1 menyenaraikan fungsi otak.

Rajah 5.6: Otak manusia

Jadual 5.1: Fungsi Otak Manusia

Istilah Fungsi

Medulla Mengawal kadar nadi, pernafasan, peristalsis dan refleks seperti menelan, batuk, bersin dan muntah

Hipotalamus Mengawal homeostasis suhu, homeostasis air dan kawalan pengeluaran hormon oleh kelenjar pituitari

Kelenjar pituitari

Merembes pelbagai hormon termasuk Lutenizing Hormone (LH), Follicle Stimulating Hormone (FSH), Antidiuretic Hormone (ADH) dan hormon pertumbuhan

5.3

Otak manusia adalah kawasan utama penyelarasan sistem saraf. Ia mengandungi kira-kira 1010 neuron.


Talamus Merupakan stesen pemancar, menyatukan input sensori dan mengalirkannya ke kawasan sensori di sereberum

Serebelum Mengkoordinasikan pergerakan otot dan imbangan, postur dan lokomotor seperti berjalan, berlari dan melompat

Kelenjar pineal Merembeskan melatonin iaitu hormon yang mengawal jam biologikal

Semua kawasan otak ini adalah terlibat dalam fungsi involuntari dan dihubungkan ke sistem saraf autonomik. Sebahagian besar berfungsi dalam proses rutin fungsi tubuh badan. Sereberum adalah bertanggungjawab untuk semua aktiviti voluntari dan dihubungkan ke sistem saraf somatik. Sereberum dapat dibahagikan kepada dua hemisfera. Kawasan dalam hemisfera ini mengandungi cecair dan cuma beberapa milimeter lapisan luarnya mengandungi neuron dan ianya dikenali sebagsai serebral korteks atau korteks. Korteks dibentuk dengan lipatan, oleh itu ia mempunyai kawasan permukaan yang luas. Celebral korteks boleh dibahagikan kepada tiga kumpulan iaitu:

(a) Korteks atau kkawasan sensori yang menerima dan memproses input sensori dari organ sensori. Terdapat berlainan korteks untuk setiap organ deria. Neuron sensori terlebih dahulu disalurkan melalui talamus dan juga akan dihantar impuls kepada kawasan lain di otak untuk proses autonomik;

(b) Korteks atau kkawasan motor yang mengelola dan menghantar output motor ke otot skeletal. Neuron motor berasal dari kawasan ini tetapi biasanya diproses oleh serebelum sebelum ke otot. Oleh itu korteks mungkin membuat keputusan berjalan kaki menaiki tangga, akan tetapi serebelum akan mengelolakan dengan tepatnya sel otot mana menguncup dan otot mana relaks; dan

(c) Korteks atau kkawasan perhubungan (association) yang melibatkan pemprosesan yang lebih tinggi.

Beberapa korteks atau kawasan adalah ditunjukkan dalam rajah peta permukaan korteks serebral dalam Rajah 5.7.


Rajah 5.7: Peta permukaan korteks serebral

5.3.1 Korteks Motor

Apakah korteks motor?

Korteks motor adalah terletak di kedua-dua hemisfera korteks. Bahagian kanan kawasan korteks motor mengawal bahagian kiri tubuh badan dan sebaliknya. Dua kawasan korteks yang biasa dirujuk sebagai korteks motor adalah:

(a) Korteks motor primer yang melaksanakan pergerakan voluntari; dan

(b) Korteks pra-motor dan kawasan suplimentari motor yang memilih pergerakan voluntari.

Korteks motor merupakan kawasan korteks cerebral yang terlibat dalam perancangan, kawalan dan perlaksanaan fungsi motor voluntari.


Sebagai tambahan, fungsi motor yang dihuraikan adalah:

(a) Korteks posterior parietal yang membimbing pergerakan voluntari di udara; dan

(b) Korteks dorsalateral pra-frontal yang menentukan pergerakan voluntari yang mana dilakukan mengikut arahan tertinggi, peraturan dan tanggapan kendiri.

5.3.2 Korteks Sensori

Apakah pula korteks sensori?

Rujuk Rajah 5.8 yang melakarkan korteks sensori dan korteks motor supaya anda akan lebih faham.

Rajah 5.8: Korteks sensori dan korteks motor

Korteks sensori adalah kawasan yang menerima dan proses maklumat daripada deria.


Apakah kawasan sensori primer?

Secara umumnya, kedua-dua bahagian hemisfera menerima maklumat daripada bahagian tubuh badan yang berlawanan. Contohnya, korteks somatosensori primer kanan akan menerima maklumat dari anggota sebelah kiri dan korteks visual kanan menerima maklumat dari kawasan visual sebelah kiri.

KAWASAN BRODMANN

Apakah maksud kawasan Brodmann?

Cytoarchitecture merupakan organisasi korteks yang dilihat apabila tisu diwarnai untuk sel saraf. Kawasan Brodmann ditakrifkan oleh Korbinan Brodmann dan dirujuk dengan nombor daripada 1 hingga 52 (rujuk Rajah 5.9).

5.4

Bahagian korteks yang menerima input sensori dari talamus dikenali sebagai kawasan sensori primer.

Kawasan Brodmann adalah kawasan dalam korteks otak yang ditakrifkan dalam pelbagai spesies berdasarkan kepada cytoarchitecture.

SEMAK KENDIRI 5.3

1. Apakah fungsi-fungsi korteks motor dalam kawalan pergerakanmanusia?

2. Apakah fungsi-fungsi korteks sensori dalam kawalan pergerakan

manusia?

Topik ini banyak menggunakan perkataan yang bukan dalam perbualan biasa. Rehatkan minda anda seketika. Layari laman web di bawah dan berehat dengan permainan The Brain: Our Sense of Self . http://science.education.nih.gov/supplements/nih4/self/activities/ activities_toc.htm

AKTIVITI 5.2


Rajah 5.9: Permukaan lateral dan medial otak dengan Kawasan Brodmann

LALUAN IMPULS

Mari kita pelajari tentang laluan impuls dalam subtopik ini. Apakah yang dimaksudkan dengan reseptor sensori?

5.5

Reseptor sensori merupakan pintu laluan sistem saraf.

SEMAK KENDIRI 5.4

Nyatakan tiga kawasan Brodmann yang terlibat secara langsung dengan korteks motor.


Sistem saraf hanya dapat berhubung dengan persekitarannya melalui reseptor ini. Reseptor ini berhubung dengan fiber neuron sensori yang menukar tenaga rangsangan reseptor kepada saraf impuls. Tahukah anda fungsi utama neuron sensori?

Impuls bermula dari neuron sensori melalui laluan transmisi saraf yang tertentu ke sistem sensori tertentu. Sistem sensori boleh dibahagikan kepada dua iaitu:

(a) Berhubungan dengan persekitaran jauh (distance environment); dan

(b) Berhubungan dengan sensasi tubuh badan. Sensori jauh (distance sensory) yang paling penting adalah sensori penglihatan. Ini adalah kerana kebanyakan maklumat sensori sampai ke otak melalui laluan visual daripada gabungan semua deria lain. Sistem sensori jauh lain adalah seperti:

(a) Sistem pendengaran;

(b) Rasa; dan

(c) Bau. Sensasi tubuh badan adalah dari:

(a) Kulit (sentuhan, tekanan, haba dan sakit);

(b) Sendi

(c) Otot; dan

(d) Vestibular yang juga dikenali sebagai proprioseptor termasuk sistem somatosensori.

Sensori visceral melibatkan perasaan seperti:

(a) Lapar;

(b) Loya; dan

(c) Sakit.

Fungsi utama neuron sensori adalah untuk mengalirkan maklumat sensori sebagai saraf impuls ke sistem saraf pusat dari pinggir (periphery) tubuh badan.


Apakah yang dimaksudkan dengan visceral?

Rangkaian transmisi impuls sensori dari reseptor ke otak adalah sama dengan semua sistem sensori lain. Tiga urutan neuron yang membentuk rangkaian sensori adalah:

(a) Neuron sensori yang mengalirkan impuls dari reseptor ke sistem saraf pusat dan ke sinaps pertama adalah dianggap neuron urutan pertama;

(b) Neuron yang mengalir impuls ke talamus merupakan neuron urutan kedua; dan

(c) Impuls dihantar dari talamus ke korteks serebral melalui neuron urutan ketiga.

5.5.1 Transmisi Sensori Talamus

Subtopik ini menerangkan tentang transmisi sensori talamus. Di manakah laluan impuls sensori?

Proses sinaps akan berlaku di sini sebelum naik ke korteks serebral. Ia berbentuk seperti dua biji bola ragbi kecil berada di atas otak tengah (midbrain) di setiap hemisfera serebral sepertimana dipaparkan dalam Rajah 5.10 berikut.

Visceral ialah sensasi kawalan neuron sensori yang merupakan sebahagian daripada sistem saraf autonomik.

Semua impuls sensori kecuali impuls bau melalui llaluan talamus.


Rajah 55.10: Kedudukan talamus dalam otak

Talamus boleh juga dikenali sebagai pelabuhan kemasukan ke korteks. Talamus adalah merupakan satu siri nuklei berfungsi sebagai sensori dan juga fungsi motor. Setengah nuklei talamik menerima input sensori terus, sementara yang lain mengalirkan fiber motor ke bahagian bawah-tengah otak dan saraf tunjang dan ada juga masih mempunyai perhubungan terus dengan kortikal (rujuk Rajah 5.11). Kebanyakan laluan sensori berinteraksi di beberapa peringkat dalam sistem saraf, terutamanya di talamus.

Rajah 5.11: Laluan impuls

Oleh itu, talamus merupakan peringkat penting untuk integrasi sensori kerana banyak nuklei adalah pusat proses sistem-sistem sensori yang mengalirnya ke korteks. Dalam struktur inilah di mana kesedaran sedar sensasi kasar (crude


sensation) seperti sentuhan, tekanan dan kesakitan dirasai. Diskriminasi sensori yang lebih halus akan dihantar ke sfera sedar dalam korteks. Di sini, input maklumat akan diproses dalam nuklei talamik untuk resolusi terakhir.

5.5.2 Kawasan Projeksi Sensori

Kita telah mengetahui bahawa rangsangan yang sampai ke reseptor sensori akan ditukar kepada impuls saraf yang akan dialirkan ke sistem saraf pusat di mana ia akan naik ke talamus. Transmisi ini mewakili kedua urutan pertama dalam rangkaian urutan transmisi impuls sensori. Neuron urutan ketiga adalah terletak di talamus dan menyebarkan akson-aksonnya ke dalam korteks serebral. Semua sistem sensori menghala ke korteks dengan setiapnya ke kawasan tertentu. Korteks merupakan peringkat terakhir atau kawasan tertinggi dalam otak di mana maklumat sensori dari deria-deria diproses. Kawasan korteks cerebral di mana neuron urutan ketiga sistem sensori mengalir adalah terhad dan dikenali sebagai kawasan projeksi sensori. Kawasan projeksi somatosensori adalah terletak di lobus parietal iaitu di belakang rekahan pusat (central fissure). Kawasan projeksi visual adalah terdapat di lobus oksipital dan kawasan projeksi auditori adalah dalam lobus temporal (Rajah 5.12).

Rajah 5.12: Kawasan projeksi sensori pelbagai deria

Fakta pelbagai sistem sensori mempunyai kawasan projeksinya sendiri membantu kita menjelaskan bagaimana otak boleh membezakan antara impuls dari sistem somatosensori dan impuls dari sistem visual. Kawasan projeksi sensori mempunyai beberapa fungsi yang sama. Pada dasarnya, mereka menganalisis aspek sensasi yang mudah seperti ruangan setempat impuls dari neuron sensori dan pengesanan umum elemen rangsangan


secara berasingan. Contohnya, rangsangan elektrikal secara terus dalam korteks somatosensori menyebabkan satu rasa mencucuk di kulit, rasa panas atau sejuk atau rasa kebas di bahagian setempat tubuh badan seperti tangan. Rangsangan elektrikal kawasan projeksi visual akan menyebabkan kilauan cahaya, warna atau pergerakan cahaya. Ini juga berlaku di setempat sahaja dalam kawasan yang tertentu bergantung kepada bahagian kawasan projeksi visual yang dirangsangkan. Sensasi setempat berlaku dalam kawasan projeksi sensori adalah kerana setiap kawasan projeksi adalah dipetakan dalam bentuk mana rangsangan yang berlaku di tempat berlainan dalam permukaan reseptor memberi kesan rangsangan berlainan kepada kumpulan neuron dalam kawasan projeksi ini. Ini menghasilkan satu koding lokasi objek berinteraksi dengan reseptor. Otak sendiri berfungsi sebagai laluan penurunan serta kawalan kemasukan data sensori yang sampai ke korteks. Fiber saraf yang menyebar turun dari lokasi atas otak dan stem otak serta neuron saraf tunjang untuk merangsangkan terus kawalan hasilan impuls-impuls sensori. Impuls dari fiber kortikal ini boleh mengubah maklumat sensori yang sampai ke korteks dengan merangsang atau menghalang neuron dalam laluan menaik. Keberkesanan laluan menurun adalah masih samar. Namun, jumlah dan jenis kemasukan data sensori boleh dikawal atau „dipagari‰ pada peringkat bawah transmisi. Maklumat itu mungkin dihalang atau dirangsang semasa ia mengalir ke korteks. Dengan itu, sebahagian data sensori mungkin dihalang untuk sampai ke korteks.

PERANCANGAN DAN PERLAKSANAAN SESUATU AKSI

Brooks pada tahun 1989 (Brooks, 1989) telah mengemukakan satu model yang melibatkan aplikasi kawalan motor. Dia mencadangkan untuk mendalami fungsi otak adalah lebih baik mempelajarinya melalui fungsinya semasa perancangan sesuatu pergerakan (lihat Rajah 5.13).

5.6

SEMAK KENDIRI 5.5

Huraikan secara ringkas bagaimana impuls ditransmisikan.


Rajah 5.13: Model Brooks Sumber: Brooks (1989)

Beliau telah membahagikan kawasan otak kepada yang berikut:

(a) Sistem limbik;

(b) Korteks perhubungan;

(c) Sistem projeksi; dan

(d) Sistem saraf tunjang.


Sistem limbik merangkumi bahagian otak yang berhubungan secara neural untuk mengawal tingkah laku yang melibatkan:

(a) Emosi;

(b) Motivasi; dan

(c) Pembelajaran. Fungsi sistem ini adalah membekalkan dorongan untuk tingkah laku berarahkan matlamat (goal-directed) dalam konteks persekitaran. Sebahagian daripada talamus dan juga hipotalamus, amigdala, kawasan septal dan hipokampus adalah termasuk dalam sistem limbik (rujuk Rajah 5.14).

Rajah 5.14: Sistem limbik

Kawasan kedua dalam Model Neural Brooks adalah korteks perhubungan (association) yang merangkumi sebahagian daripada lobus frontal, parietal dan temporal otak (lihat Rajah 5.15). Selain menerima maklumat sensori yang sebahagiannya telah diproses dari kawasan lain dalam sistem saraf pusat, korteks perhubungan mengenal pasti, memilih dan menghubungi maklumat yang bermakna untuk diagihkan ke peringkat korteks lebih tinggi.


Rajah 5.15: Korteks perhubungan

Secara prinsipnya, rangkaian neural antara sistem limbik dan korteks perhubungan berfungsi bersama untuk membimbing tingkah laku motor berarahkan matlamat. Maklumat daripada sistem sensori akan juga mempengaruhi keputusan yang dibuat untuk tingkah laku motor. Sistem projeksi juga memainkan peranan penting dalam tingkah laku berarahkan matlamat. Sistem limbik dan korteks perhubungan membekalkan panduan atau "apa yang perlu dibuat" (what to do) untuk pergerakan itu. Sistem projeksi pula membekalkan maklumat lebih spesifik iaitu "bagaimana melakukannya" (how to do) pergerakan itu. Rangkaian neural ini membekalkan secara terperinci maklumat motor dan sensori untuk memadani matlamat pergerakan itu iaitu pergerakan yang ditentukan oleh sistem limbik dan perhubungan dan juga keperluan persekitaran. Basal ganglia, serebelum dan korteks motor merupakan sebahagian daripada sistem ini. Pemahaman asas mekanisme yang terlibat menghantar maklumat adalah penting sebelum mendalami peranan sistem saraf. Dua laluan motor yang bertanggungjawab membawa maklumat pergerakan adalah:

(a) Sistem piramidal; dan

(b) Extrapiramidal. Apabila impuls tiba dari otak ke laluan ini, neuron tertentu dikenali sebagai neuron alpa motor mengalirkan maklumat ke kumpulan otot yang akan melaksanakan pergerakan itu.


Sistem piramidal mengandungi:

(a) Fiber kortikospinal; dan

(b) Fiber kortikobulbar. Fiber ini merupakan akson dalam korteks lobus frontal dan parietal. Oleh kerana fiber ini bermula dari motor korteks serebral dan kawasan sensori, mereka terlintang terus ke dalam saraf tunjang. Neuron motor dalam saraf tunjang boleh melakukan pemilihan untuk merangsang atau menghalang transmisi segera maklumat yang diterima. Laluan kedua iaitu extrapiramidal menghantar maklumat lebih lambat atau perlahan daripada piramidal. Mesej sering kali akan melencong ke kawasan seperti kawasan subkortikal otak supaya isyarat boleh diubah suai sebelum tiba ke saraf tunjang. Lencongan ini akan meningkatkan lagi kekompleksitian sistem ini dan akan mewujudkan peluang untuk pengubahsuaian tingkah laku motor sebelum dan semasa pelaksanaan pergerakan itu. Sistem saraf tunjang merupakan bahagian akhir dalam Model Brooks yang menerangkan kekompleksan pengaliran dan kawalan pergerakan. Sistem muskular adalah dirangkaikan melalui neuron dengan sistem saraf tunjang dengan pelbagai corak impuls saraf yang dibentuk sebelumnya oleh sistem sebelumnya. Sedikit penyesuaian dalam corak pergerakan boleh dibuat melalui beberapa gelung (loop) maklum balas sensori. Dengan cara atau pengambilan contoh (sampling) impuls, gelung ini membolehkan sistem ini membandingkan matlamat pergerakan berkenaan dengan pergerakan sebenar dan keperluan persekitaran. Tanggungjawab pergerakan yang telah diselaraskan kemudiannya dikongsi dengan keseluruhan sistem saraf pusat dan bukannya otak sahaja.

SEMAK KENDIRI 5.6

Gunakan Model Brooks untuk menghuraikan secara ringkas bagaimanasesuatu aksi dirancang dan dilaksanakan.


� Otot skeletal dikawal oleh sistem saraf pusat.

� Gelung maklum balas menghubung, membanding, menyesuai, membetul dan menyelaraskan impuls di sepanjang sistem saraf.

� Sistem saraf terdiri daripada dua jenis sel iaitu:

� Neuron; dan

� Neuroglia.

� Neuron menerima dan mengalir impuls.

� Neuron terdiri daripada dendrit yang menerima impuls, akson yang transmisi serta mengalir impuls dan badan sel atau soma.

� Akson adalah disaluti dalam sarung sel (sarung mielin).

� Fungsi utama sel saraf adalah transmisi atau merangsang impuls pada sel lain.

� Transmisi impuls neural dari satu sel ke sel lain ke kawasan sasaran memerlukan satu aksi potensi (action potential) untuk sampai ke sinaps (junction).

� Sinaps adalah terdiri daripada satu terminal akson neuron transmisi (neuron pra-sinaps), satu ruang penuhi cecair (rekah sinaps) dan satu membran penerima (neuron pos-sinapsis). Neuron terakhir dalam setiap rantai neural adalah dikenali sebagai neuron aferen atau motor neuron.

� Neuron aferen atau neuron sensori mengalirkan impuls ke otak dan saraf tunjang.

� Interneuron bermula dan berakhir di dalam otak dan saraf tunjang.

� Satu siri gelung maklum balas adalah diwujudkan sepanjang sistem saraf pusat untuk membantu tingkah laku berarahkan matlamat.

� Otak adalah dibahagikan kepada tiga bahagian:

� Otak depan (hemisfera serebral, basal ganglia, hipotalamus, talamus);

� Otak tengah (kolikulus superior dan kolikulus inferior); dan

� Otak belakang (pons, serebelum, medulla).


� Stem otak menghubung otak ke saraf tunjang dan termasuk otak belakang dan otak tengah.

� Medulla menghubung otak ke saraf tunjang.

� Serebelum atas-belakang medulla menyumbang kepada kawalan pergerakan.

� Korteks adalah terdiri daripada empat gelung asas:

� Frontal: Mengandungi kawasan motor utama;

� Parietal: Mengandungi kawasan utama projeksi somatosensori dan kawasan utama projeksi untuk deria rasa;

� Oksipital: Mengandungi kawasan utama projeksi visual yang membimbing pergerakan; dan

� Femporal: Mengandungi kawasan projeksi utama pendengaran dan juga pertuturan dan bau.

� Model Brooks melibatkan empat aplikasi kawalan motor iaitu:

� Sistem limbik;

� Korteks perhubungan;

� Sistem projeksi; dan

� Sistem saraf tunjang.


Aksi potensi

Bukit akson

Cytoarchitecture

Hipotalamus

Kawasan Brodmann

Kawasan projeksi sensori

Kelenjar pineal

Kelenjar pituitari

Korteks motor

Korteks sensori

Korteks serebral

Laluan impuls

Medulla

Model Brooks

Neuron interneuron

Neuron motor

Neuron sensori

Neurotransmiter

Penghalang (inhibitory)

Perangsang (excitatory)

Persekitaran jauh (distance enviroment)

Proprioseptor

Rangkaian sensori

Refleks involuntari

Refleks pengunduran (withdrawal)

Refleks regangan

Refleks tendon

Refleks voluntari

Reseptor motor

Reseptor sensori

Saraf impuls

Sensori jauh (distance sensory)

Sensori visceral

Serebelum

Sistem extrapiramidal

Sistem limbik

Sistem piramidal

Summasi (summation)

Talamus

Transmisi neuron

Brooks, R. A. (1989). A robot that walks: Emergent behaviour from a carefully

evolved network, Neural Computation, 1(2), 253-262.

Brooks, R. A. (1989). Symbolic reasing among 3-D Model and 2-D images, Artificial Intelligence, 17, 285-348.


Edward, L. F. (1989). The physiological basis of physical education and athletics (4th ed.). Dubuque, Iowa, IA: Wm. C. Brown.

Magill, R. A. (2003). Motor learning and control: Concepts and applications (7th ed.). New York, NY: McGraw-Hill.

Sage, G. H. (1984). Motor learning and control: A neuropshychological approach. Dubuque, Iowa, IA: Wm. C. Brown.

Schmidt, R. A. (1988). Motor control and learning: A behavioural emphasis (2nd ed.). Champaign, Illinois, IL: Human Kinetics.

Schmidt, R. A. (2004). Motor learning and performance (3rd ed.). US: Human Kinetics.

topik 5 asas neurofisiologi dalam kawalan motor 2

Documents