Sistem Limbik: Definisi, Fungsi, dan Struktur Sistem Pengaturan Respons Fisiologis ini

Sistem Limbik: Definisi, Fungsi, dan Struktur Sistem Pengaturan Respons Fisiologis ini

Ini adalah seperangkat bagian otak yang bertanggung jawab untuk mengatur emosi.

Sistem limbik adalah cara yang mudah untuk menggambarkan berbagai inti dan struktur kortikal yang saling berhubungan secara fungsional dan anatomis yang ditemukan di telensefalon dan diensefalon .

Inti ini memenuhi beberapa fungsi, namun sebagian besar berkaitan dengan kontrol fungsi yang diperlukan untuk pelestarian diri dan pelestarian spesies. Mereka mengatur fungsi otonom dan endokrin, terutama dalam menanggapi rangsangan emosional.

Mereka membangun tingkat gairah dan terlibat dalam memotivasi dan memperkuat perilaku. Juga, banyak dari area ini sangat penting untuk jenis memori tertentu.

Beberapa daerah ini berhubungan erat dengan sistem penciuman, karena sistem ini sangat penting untuk kelangsungan hidup banyak spesies.

Area yang biasanya termasuk dalam sistem limbik terbagi dalam dua kategori. Beberapa di antaranya adalah struktur subkortikal, sementara banyak yang merupakan bagian dari korteks serebral.

Daerah kortikal yang terlibat dalam sistem limbik termasuk hipokampus, serta area neokorteks, yang meliputi korteks insular, korteks frontal orbital, girus subkallosal, girus cingulate, dan girus parahippocampal.

Korteks ini disebut “lobus limbik” karena membentuk batas yang mengelilingi corpus callosum, mengikuti ventrikel lateral. Bagian subkortikal dari sistem limbik meliputi:

Bola penciuman.

Hipotalamus.

amigdala.

Nukleus septum.

Beberapa nukleus thalamus, termasuk nukleus anterior dan mungkin nukleus dorsomedial.

Salah satu cara di mana sistem limbik telah dikonseptualisasikan adalah sebagai “otak yang merasakan dan bereaksi” yang berdiri di antara “otak yang berpikir” dan mekanisme keluaran sistem saraf.

Dalam konstruksi ini, sistem limbik umumnya di bawah kendali “otak berpikir”, tetapi jelas dapat bereaksi sendiri.

Selain itu, sistem limbik memiliki sisi input dan pemrosesan (korteks limbik, amigdala, dan hipokampus) dan sisi output (nukleus septum dan hipotalamus).

Hipotalamus

Hipotalamus, simpul keluar utama untuk sistem limbik, memiliki banyak hubungan penting. Ini terhubung dengan lobus frontal, inti septal, dan formasi retikuler batang otak melalui bundel otak depan.

Ia juga menerima masukan dari hipokampus melalui forniks dan amigdala melalui dua jalur (jalur tonsilofugal ventral dan striae terminal). Hipotalamus memiliki pusat yang terlibat dalam fungsi seksual, fungsi endokrin, fungsi perilaku, dan kontrol otonom.

Untuk melakukan fungsi esensialnya, hipotalamus membutuhkan beberapa jenis input. Ada masukan dari sebagian besar tubuh, serta dari penciuman, jeroan, dan retina. Ini juga memiliki sensor internal untuk suhu, osmolaritas, glukosa, dan konsentrasi natrium.

Selain itu, ada reseptor untuk berbagai sinyal internal, terutama hormon. Ini termasuk hormon steroid dan hormon lainnya, serta sinyal internal (seperti hormon yang terlibat dalam pengendalian nafsu makan, seperti leptin dan orexin).

Hipotalamus memiliki pengaruh besar pada banyak fungsi, termasuk fungsi otonom, endokrin, dan perilaku. Fungsi otonom dikendalikan oleh proyeksi ke batang otak dan sumsum tulang belakang .

Ada daerah yang terletak di hipotalamus yang akan mengaktifkan sistem saraf simpatis dan ada pula yang akan meningkatkan aktivitas parasimpatis.

Fungsi endokrin dikendalikan oleh koneksi aksonal langsung ke kelenjar hipofisis posterior (kontrol vasopresin dan oksitosin) atau dengan pelepasan faktor pelepas dalam sistem portal hipotalamus-hipofisis (untuk mempengaruhi fungsi hipofisis anterior).

Ada juga proyeksi ke formasi retikuler yang terlibat dalam perilaku tertentu, terutama reaksi emosional.

Beberapa fungsi bersifat intrinsik pada hipotalamus. Ini adalah fungsi yang membutuhkan input langsung ke hipotalamus dan di mana respons dihasilkan secara langsung melalui output hipotalamus. Ini mencakup hal-hal seperti pengaturan suhu dan osmolaritas.

Ada banyak fungsi di mana hipotalamus mengontrol lingkungan internal dan menghasilkan respons regulasi. Ini termasuk pengaturan fungsi endokrin dan nafsu makan.

Misalnya, nukleus ventromedial hipotalamus dianggap sebagai area kenyang, sedangkan area hipotalamus lateral adalah pusat makan.

Selain itu, ada banyak perilaku kompleks yang dibentuk oleh hipotalamus, termasuk respons seksual.

Daerah preoptik adalah salah satu daerah dimorfisme seksual terbesar (yaitu, perbedaan struktur antara jenis kelamin) dan, bersama-sama dengan inti septum, merupakan daerah proyeksi hormon pelepas gonadotropin ke daerah mid-eminence hipotalamus.

Respons seksual ini melibatkan respons otonom, endokrin, dan perilaku.

Akhirnya, nukleus suprachiasmatic menerima input retina langsung. Nukleus ini bertanggung jawab untuk menyeret ritme sirkadian ke dalam siklus siang-malam.

amigdala

Amigdala adalah struktur penting yang terletak di lobus temporal anterior di dalam unkus.

Amigdala membuat hubungan timbal balik dengan banyak daerah otak, termasuk talamus, hipotalamus, nukleus septum, korteks orbital frontal, cingulate gyrus, hippocampus, gyrus parahippocampal, dan batang otak.

Bulbus olfaktorius adalah satu-satunya area yang memasuki amigdala dan tidak menerima proyeksi timbal balik dari amigdala.

Amigdala adalah pusat penting untuk mengoordinasikan respons perilaku, otonom, dan endokrin terhadap rangsangan lingkungan, terutama yang memiliki konten emosional.

Hal ini penting untuk tanggapan terkoordinasi terhadap stres dan mengintegrasikan banyak reaksi perilaku yang terlibat dalam kelangsungan hidup individu atau spesies, terutama stres dan kecemasan.

Lesi amigdala mengurangi respons terhadap stres, terutama respons emosional terkondisi.

Stimulasi amigdala menghasilkan gairah perilaku dan dapat menghasilkan reaksi kemarahan yang ditargetkan.

Berbagai rangsangan menghasilkan respons yang dimediasi oleh amigdala. Konvergensi input penting karena memungkinkan generasi respon emosional yang dipelajari untuk berbagai situasi.

Amigdala merespons berbagai rangsangan emosional, tetapi terutama yang berhubungan dengan ketakutan dan kecemasan.

hipokampus

Hippocampus adalah area kuno korteks serebral yang memiliki tiga lapisan. Ini terletak di aspek medial lobus temporal, membentuk dinding medial ventrikel lateral di daerah ini. Hipokampus memiliki beberapa bagian.

Gyrus dentata mengandung sel granula padat. Ada daerah lengkung kerak yang disebut Cornu Ammonis (CA) yang terbagi menjadi empat daerah yang disebut bidang CA. Ini ditunjuk CA1 sampai CA4.

Ini mengandung sel piramidal yang menonjol. Medan AC bercampur di subiculum yang berdekatan, yang, pada gilirannya, terhubung ke korteks entorhinal di gyrus parahippocampal lobus temporal.

Ada beberapa sumber aferen dari hipokampus. Ini terutama dari septum dan hipotalamus melalui forniks dan korteks entorhinal yang berdekatan. Wilayah kortikal ini menerima informasi dari area difus neokorteks, terutama dari korteks limbik dan amigdala.

Proyek korteks entorhinal ke dentate gyrus hippocampus melalui jalur perforasi, sinapsis dalam sel granula.

Sel-sel granul ini terhubung ke neuron piramidal di wilayah CA3, yang, pada gilirannya, diproyeksikan oleh jaminan Sheaffer ke sel-sel CA1 piramidal.

Sel-sel terakhir inilah yang terutama membentuk forniks. Fisiologi jalur ini telah dipelajari secara ekstensif, terutama dalam hal perubahan fisiologis jangka panjang yang terkait dengan memori.

Neuron hipokampus telah dipelajari secara ekstensif dalam hal potensiasi jangka panjang.

Pintu keluar hippocampus melewati dua rute. Yang pertama dari pintu keluar ini adalah melalui forniks.

Serabut-serabut ini menonjol ke badan mammae melalui forniks postcommissural, ke nuclei septal, ke nukleus preoptik hipotalamus, ke striatum ventral, dan ke bagian lobus frontal melalui forniks precommissural.

Ada sejumlah besar proyeksi dari hipokampus ke korteks entorhinal.

Perhatikan bahwa hipokampus memiliki hubungan timbal balik dengan korteks, serta keluar di sepanjang forniks.

Secara historis, sirkuit penting diperkirakan dimulai dengan hippocampus yang memproyeksikan ke badan mammae, dengan relay ke nukleus thalamic anterior, kemudian cingulate gyrus, korteks entorhinal, dan kembali ke hippocampus.

Ini menerima nama “sirkuit papez”. Sifat melingkar dari hubungan ini, bagaimanapun, tampaknya tidak memiliki arti fungsional.

Hipokampus memiliki beberapa fungsi. Membantu mengontrol produksi kortikosteroid. Ini juga memiliki kontribusi yang signifikan untuk memahami hubungan spasial dalam lingkungan.

Selain itu, hipokampus secara kritis terlibat dalam banyak fungsi memori deklaratif.

Ada beberapa jenis memori. Memori eksplisit atau deklaratif mengacu pada memori fakta dan peristiwa. Memori apa pun yang dapat dijelaskan sepenuhnya dengan kata-kata adalah jenis ini. Namun, memori implisit atau non-deklaratif juga sangat penting.

Pembelajaran keterampilan, serta pembelajaran asosiatif, seperti respons terkondisi dan emosional, adalah contoh umum dari memori non-deklaratif atau implisit.

Memori eksplisit tergantung pada lobus temporal medial dan hubungan antara hippocampus dan daerah entorhinal gyrus parahippocampal.

Ada beberapa area yang terlibat dalam memori eksplisit. Hippocampus memainkan peran penting dalam memori jangka pendek, yang mutlak diperlukan untuk membangun pola memori jangka panjang.

Cedera hipokampus tidak memengaruhi ingatan lama yang sudah mapan.

Cedera ini mempengaruhi pembelajaran baru deklaratif. Pada akhirnya, penyimpanan memori ditransfer ke area lain di korteks serebral, dan lokasi pengkodean memori ini mungkin merupakan fungsi dari jenis memori.

Memori yang sudah mapan melibatkan area asosiasi di lobus frontal dan asosiasi parietal-temporo-oksipital.

Hippocampus tidak hanya aktif dalam mengkodekan ingatan, tetapi juga dalam mengambilnya kembali. Aktivasi hipokampus dapat dilihat dalam hal ini dari belajar tentang lingkungan baru dan arah pemulihan.

Korteks limbik

Korteks prefrontal terletak di depan korteks premotor. Korteks frontal orbital adalah bagian di atas orbit. Bagian korteks ini berkembang sangat baik pada manusia dan sangat penting untuk penilaian, persepsi, motivasi, dan suasana hati.

Ini juga penting untuk reaksi emosional yang terkondisi. Korteks prefrontal menerima informasi dari area lain dari korteks limbik, amigdala, dan inti septal dan memiliki hubungan timbal balik dengan masing-masing area ini dan dengan inti dorsomedial thalamus.

Kerusakan pada area prefrontal menyebabkan kesulitan dengan penalaran abstrak, suasana hati yang menghakimi, dan pemecahan teka-teki. Efek kerusakan lobus frontal pada suasana hati tergantung pada bagian spesifik dari korteks prefrontal yang rusak.

Perilaku pasien sering digambarkan sebagai tidak bijaksana. Selain itu, bagian kulit kayu ini juga dapat sangat dipengaruhi oleh alkohol.

Fungsi korteks prefrontal tidak normal pada gangguan mood. Depresi paling sering dikaitkan dengan peningkatan aktivitas di bagian lobus frontal, terutama di daerah medial, termasuk bagian subgenual dari korteks cingulate anterior, dan penurunan aktivitas di gyrus cingulate posterior.

Bau membuat hubungan yang kuat dengan bagian anterior lobus temporal dan amigdala. Korteks olfaktorius secara struktural lebih sederhana daripada bagian lain dari korteks serebral dan disebut alokorteks (lihat bagian XI).

Ini termasuk korteks prepyriform dan peritonsillar yang terdiri dari bagian anterior gyrus parahippocampal yang menutupi uncus. Pada beberapa spesies, tentu saja, penciuman lebih penting daripada spesies lainnya.

Filamen olfaktorius melintasi pelat cribriform dan bersinaps dengan sel mitral di bulbus olfaktorius.

Akson dari sel-sel ini membentuk traktus olfaktorius yang meluas ke struktur temporal anterior secara bilateral, serta otak depan basal.

Sinyal penciuman ditransmisikan ke berbagai daerah otak lainnya setelah penghentian awal mereka di korteks penciuman. Korteks olfaktorius mempengaruhi lobus frontal melalui hubungan dengan nukleus dorsomedial talamus.

Proyeksi korteks olfaktorius ke amigdala dapat mempengaruhi reaksi emosional dan endokrin, terutama melalui hubungan dengan hipotalamus.

Ada beberapa sindrom menarik yang memperjelas aspek fungsi limbik. Sindrom Kluver-Bucy terjadi dengan lesi bilateral pada lobus temporal. Ini memblokir respons emosional pada hewan, yang menjadi sangat jinak.

Mereka tidak takut pada hal-hal yang spesiesnya harus bereaksi, misalnya, dalam kasus kera, tali. Hewan menjadi hiperseksual dan terlibat dalam perilaku eksplorasi kompulsif, terutama dengan mulut mereka.

Seperti dijelaskan di atas, ada jalur melalui otak depan yang terlibat dalam memperkuat perilaku dan dalam “hadiah”. Stimulasi listrik dari situs ini sangat ditingkatkan untuk perilaku.

Banyak dari jalur ini melibatkan dopamin dan umumnya dipengaruhi oleh kecanduan obat. Pembiasaan di jalur-jalur ini dengan pemberian obat-obatan adiktif yang kronis adalah salah satu tujuan terpenting dari penelitian kecanduan.

Striatum ventral terutama terdiri dari nukleus accumbens, yang merupakan target penting dari proyeksi dopaminergik dari area tegmental ventral.

Beberapa senyawa adiktif mempengaruhi aktivitas transmisi dopamin di nukleus accumbens (mesolimbik) dan sistem kortikal frontal (mesokortikal). Selanjutnya, jalur ini tampaknya tidak seimbang secara fungsional pada pasien dengan skizofrenia.

Tampaknya pasien dengan skizofrenia telah mengurangi efek dopamin melalui sistem mesokortikal ke korteks prefrontal.

Hal ini dapat menyebabkan gejala seperti penarikan sosial dan penurunan respon emosional.

Pada saat yang sama, ada peningkatan relatif efek dopamin melalui sistem mesolimbik ke striatum ventral, menghasilkan gejala positif dari delusi dan halusinasi.