Biologi Sekolah Dasar dan Menengah Pertama · Grades 1–9
33Otak yang Memerintah
Sebuah bola melayang ke arahmu; kamu menangkapnya. Setengah detik, sama sekali tanpa berpikir — namun dalam setengah detik itu, matamu melaporkan sebuah benda yang terbang, sesuatu menghitung lintasannya, dan berlusin-lusin otot diperintahkan melakukan tangkapan yang persis tepat. Sesuatu itu adalah otak, dan bab ini mengikuti perintahnya di sepanjang kabel tubuh.
33.1 Jaringan komando
Definisi 33.1 (Sistem saraf)
Yang disebut sistem saraf adalah jaringan komando tubuh:
- otak, di dalam naungan tengkorak (Definisi 17.1), adalah pusatnya: ia menerima semua laporan dan mengeluarkan semua perintah;
- sumsum tulang belakang, sebuah kabel tebal jaringan saraf, berjalan dari otak turun ke dalam tiang pelindung tulang belakang;
- saraf, benang putih yang bercabang dari otak dan sumsum tulang belakang ke setiap organ, membawa pesannya — dengan kecepatan lebih dari bagi yang tercepat.
Proposisi 33.2 (Melapor, memutuskan, memerintah)
Setiap tindakan menjalankan gelang yang sama (Proposisi 5.4 adalah sketsa pertamanya):
- alat indra melapor: saraf membawa pesannya ke otak;
- otak merangkai laporannya, memutuskan, lalu menyusun perintah;
- saraf membawa perintahnya dari otak ke otot (Definisi 17.6), yang berkontraksi atas perintah.
Alat indra melapor, otot menurut — tidak satu pun pernah memutuskan.
Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎
Contoh 33.3 (Tangkapan itu, diputar ulang pelan-pelan)
Putar ulang setengah detiknya: mata mengikuti bolanya lalu melapor, terus-menerus; otaknya, dengan membandingkan laporan demi laporan, menghitung di mana bolanya akan berada; perintah mengalir keluar ke tungkai (satu langkah ke kiri), batang tubuh (condong), lengan dan jari (buka — sekarang tutup). Tidak ada satu organ pun yang “menangkap bolanya”: mata, otak dan otot masing-masing memainkan barisnya pada Proposisi 33.2.
Catatan 33.4 (Lebih daripada gerakan)
Otak yang sama yang menangkap bola juga menyimpan ingatanmu, menahan perhatianmu pada halaman ini, bermimpi pada malam hari — dan menjalankan layanan yang tidak pernah kamu pikirkan: ia menjaga pernapasan tetap berjalan siang dan malam (Definisi 26.1) dan menyetel irama jantung terhadap kebutuhan tubuh (Contoh 27.7). Sebagian perintah adalah milikmu untuk diberikan; sebagian lagi diberikan otak untukmu.
33.2 Mengukur gelangnya: waktu reaksi
Definisi 33.5 (Waktu reaksi)
Gelangnya cepat tetapi tidak seketika: laporan, keputusan dan perintah masing-masing mengambil bagiannya. Jeda antara sebuah isyarat dan tanggapan tubuh disebut waktu reaksi — untuk tugas sederhana (menangkap, menekan, meraih), kira-kira seperlima detik pada orang yang terlatih, sedikit lebih lama pada anak-anak.
Metode 33.6 (Uji penggaris)
Waktu reaksi tanpa alat apa pun kecuali sebuah penggaris:
- seorang teman memegang sebuah penggaris yang menggantung tegak, tanda nol di bawah, di antara ibu jari dan jarimu yang terbuka;
- tanpa aba-aba, temannya melepaskannya; kamu menangkap penggarisnya secepat mungkin;
- bacalah di mana kamu menangkapnya: makin sedikit sentimeter yang meluncur lewat, makin cepat gelangmu;
- ulangi beberapa kali lalu simpan nilaimu yang lazim — sekali percobaan melompat ke sana ke mari.
Penggaris yang jatuh mengubah waktu menjadi sentimeter: kira-kira berpadanan dengan seperenam detik.
Contoh 33.7 (Mengapa penumpang di sebelah tersentak lebih dahulu)
Seperlima detik tampak bukan apa-apa — sampai kecepatan melipatgandakannya. Sebuah mobil pada laju jalan bebas hambatan menempuh kira-kira selama reaksi seperlima detik: pengemudinya belum menyentuh remnya, dan mobilnya sudah melintasi sebuah ruang kelas. Waktu reaksi adalah sebab adanya jarak antarmobil, dan sebab perhatian seorang pengemudi merupakan sebuah organ keselamatan.
Catatan 33.8 (Melatih gelangnya)
Latihan memperpendek dan mempertajam gelangnya — bukan kecepatan sarafnya, melainkan penjaluran oleh otaknya. Pemain sulap bola yang baru mulai menjatuhkan segalanya; sebulan kemudian otak yang sama memerintahkan tangan yang sama melewati tiga bola tanpa usaha yang kentara. Mempelajari sebuah keterampilan berarti otak menghamparkan jalur yang lebih baik — satu hal lagi yang tumbuh dengan latihan, seperti otot pada Metode 17.9.
33.3 Melindungi sang panglima
Proposisi 33.9 (Tidur, makanan, keselamatan)
Otak adalah organ tubuh yang paling terlindungi — helm tengkorak, tiang tulang belakang — dan yang paling menuntut: walaupun hanya sebagian kecil dari berat tubuh, ia melahap bagian yang besar dari energi dan oksigennya (Proposisi 27.1), dan ia mengerjakan pengarsipan serta perbaikannya selama tidur (Proposisi 6.8). Otak yang lelah memerintah dengan buruk: reaksi yang lebih lambat, perhatian yang berserak, keputusan yang uring-uringan.
Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎
Contoh 33.10 (Helm dipakai demi gelangnya)
Tulang menyatu kembali (Catatan 17.3); jaringan otak, sekali terluka parah, kebanyakan tidak. Itulah perhitungan di balik helm sepeda: tengkorak ditambah busa di tempat perlindungan tubuhnya sendiri mungkin tidak cukup. Asuransi yang murah bagi organ yang menjalankan segala hal lainnya.
33.4 Latihan
Latihan 33.1 ★
Sebutkan ketiga bagian sistem saraf dan peran masing-masing.
Solusi
Solusi Latihan 33.1.
Otak: menerima semua laporan, membuat semua keputusan, mengeluarkan semua perintah. Sumsum tulang belakang: kabel tebal yang berjalan dari otak turun ke dalam tulang belakang. Saraf: benang bercabang yang membawa pesan antara otak atau sumsumnya dan setiap organ.
Latihan 33.2 ★
Nyatakan gelang setiap tindakan dalam tiga langkah. Bagian mana yang melapor, mana yang memutuskan, mana yang menurut?
Solusi
Solusi Latihan 33.2.
Alat indra melapor kepada otak; otak memutuskan lalu menyusun perintah; saraf membawa perintahnya ke otot, yang lalu berkontraksi. Alat indra melapor, otak memutuskan, otot menurut.
Latihan 33.3 ★
Di mana otak dan sumsum tulang belakang masing-masing terlindungi, dan oleh tulang yang mana?
Solusi
Solusi Latihan 33.3.
Otaknya di dalam tengkorak; sumsum tulang belakangnya di dalam tiang tulang belakang yang tersusun atas tulang kecil bertumpuk.
Latihan 33.4 ★
Apa itu waktu reaksi? Berikan nilai kasarnya untuk tugas yang sederhana.
Solusi
Solusi Latihan 33.4.
Jeda antara sebuah isyarat dan tanggapan tubuh — kira-kira seperlima detik untuk tugas sederhana pada orang yang terlatih, sedikit lebih lama pada anak-anak.
Latihan 33.5 ★
Putar ulang pelan-pelan, seperti pada Contoh 33.3: kamu menginjak sesuatu yang tajam dan kakimu tersentak menjauh. Siapa yang melapor, siapa yang memutuskan, siapa yang menurut?
Solusi
Solusi Latihan 33.5.
Kulit kakinya melapor (rabaan dan nyeri), sistem sarafnya memutuskan untuk menarik diri, dan otot tungkainya menurut dengan menyentakkan kakinya menjauh. (Penarikan yang secepat itu sebagian ditangani sumsum tulang belakang sendiri — meja darurat milik pusat komandonya.)
Latihan 33.6 ★
Berikan dua layanan yang dijalankan otak tanpa kamu memikirkannya, dari Catatan 33.4.
Solusi
Solusi Latihan 33.6.
Ia menjaga pernapasan tetap berjalan siang dan malam, dan menyetel irama jantung terhadap kebutuhan tubuh (juga: menyimpan ingatan, bermimpi).
Latihan 33.7 ★
Mengapa otak yang lelah memerintah dengan buruk? Sebutkan dua kebutuhannya dari Proposisi 33.9.
Latihan 33.8 ★
Cobalah: jalankan uji penggaris pada Metode 33.6, lima kali percobaan. Laporkan jarak tangkapanmu yang lazim — dan apakah latihan memperbaikinya.
Solusi
Solusi Latihan 33.8.
Jawaban terbuka. Tangkapan yang lazim berkisar – cm; beberapa kali percobaan biasanya memperbaiki dan memantapkan nilainya sedikit.
Latihan 33.9 ★★
Mengapa tidak ada yang namanya tangkapan seketika, semahir apa pun penangkapnya? Jawablah dengan ketiga langkah gelangnya.
Solusi
Solusi Latihan 33.9.
Karena setiap tangkapan harus menjalankan ketiga langkahnya — laporan matanya harus mengembara, otaknya harus menghitung lalu memutuskan, perintahnya harus mengembara balik dan ototnya harus berkontraksi — dan tiap langkah memakan waktu yang sungguhan. Kemahiran memperpendek gelangnya; tidak ada yang menghapusnya.
Latihan 33.10 ★★
Dengan memakai Contoh 33.7: mengapa aturan lalu lintas menuntut adanya jarak antarmobil alih-alih sekadar rem yang baik? Apa yang diubah perhatian di dalam gelangnya?
Solusi
Solusi Latihan 33.10.
Karena rem yang terbaik pun baru bekerja sesudah gelang pengemudinya berjalan — dan pada laju jalan bebas hambatan mobilnya menempuh kira-kira sebelum perintah “rem!” bahkan sampai di kakinya. Jarak antarmobil adalah ruang bagi gelangnya. Perhatian memperpendek langkah melapor-dan-memutuskan; otak yang teralihkan menambahkan meter.
Latihan 33.11 ★★★
Pemain sulap bola pada Catatan 33.8 menjadi lebih baik tanpa sarafnya menghantar lebih cepat sedikit pun. Bagian gelang yang mana yang justru membaik? Bandingkan dengan melatih otot: apa yang tumbuh pada tiap kasusnya?
Solusi
Solusi Latihan 33.11.
Bagian otaknya — yaitu memutuskan dan memerintah: latihan menghamparkan jalur yang lebih baik, sehingga laporan yang sama sekarang dijalurkan ke perintah yang tepat dengan cepat dan tanpa usaha. Melatih otot menumbuhkan kekuatan ototnya; melatih keterampilan menumbuhkan penjaluran otaknya. Yang satu membangun mesinnya, yang lain membangun panglimanya.