KOMPAS.com - Otak adalah salah satu organ paling penting dalam tubuh manusia. Tapi, pernahkah kamu bertanya-tanya bagaimana otak manusia bisa berkembang sedemikian rupa?
Proses pembentukan otak manusia melibatkan serangkaian tahap kompleks dari neurogenesis hingga mielogenesis, dipengaruhi oleh faktor genetik, lingkungan, dan pengalaman hidup.
Dalam artikel ini, kita akan menggali prinsip-prinsip dasar pembentukan otak manusia, tahapan perkembangan otak sesuai usia, serta faktor-faktor yang memengaruhi proses tersebut dengan lebih lengkap!
Prinsip pembentukan otak manusia
Otak manusia berkembang melalui serangkaian tahapan biologis yang sangat kompleks dan teratur. Proses-proses ini dipandu oleh gen-gen yang mengatur perkembangan sel dan struktur otak.
Baca juga: Tahukah Kamu Bahwa Otak Tidak Bisa Merasakan Sakit?
Dilansir dari Neurology Center for Epilepsy and Seizures, perkembangan otak dapat dibagi menjadi tujuh tahap utama: neurogenesis, migrasi sel, diferensiasi sel, pematangan sel, sinaptogenesis, kematian dan pemangkasan sel, dan mielogenesis.
NeurogenesisProses pertama dalam pembentukan otak adalah neurogenesis, yaitu pembentukan neuron (sel saraf) baru.
Proses ini terjadi pada tahap awal perkembangan embrio, dan meskipun secara intensif terjadi di masa embrio, neurogenesis terus berlanjut di beberapa bagian otak tertentu bahkan pada orang dewasa.
Proses ini sangat penting karena membantu meningkatkan ukuran dan kompleksitas otak.
Migrasi selSetelah neuron terbentuk, sel-sel tersebut bergerak ke lokasi tertentu di otak melalui tahap yang disebut migrasi sel.
Neuron-neuron ini dibimbing oleh sinyal kimia yang membantu mereka mencapai tempat yang tepat, memungkinkan terbentuknya sirkuit otak yang tepat.
Baca juga: Jaringan Saraf: Neuron dan Neuroglia
Diferensiasi selSel-sel otak yang telah sampai di posisi akhir mereka mulai diferensiasi. Mereka mengembangkan fungsi spesifik dan memperoleh karakteristik unik yang menentukan peran mereka di dalam otak.
Neuron mulai mengekspresikan gen-gen tertentu yang membantu mereka berperan dalam komunikasi saraf.
Pematangan selNeuron-neuron yang telah terbentuk dan terspesialisasi kini mulai matang secara struktural dan fungsional.
Mereka mengalami perubahan signifikan dalam bentuk dan mulai menghubungkan diri dengan neuron lainnya, membentuk jaringan komunikasi yang kompleks di dalam otak.
Baca juga: Macam-macam Neuron Berdasarkan Fungsinya
SinaptogenesisTahap ini melibatkan pembentukan sinapsis, atau sambungan antar-neuron, yang memungkinkan komunikasi dan pengolahan informasi di otak.
Tanpa sinapsis, otak tidak bisa memproses informasi dengan efisien, sehingga pembentukan sinapsis adalah langkah penting dalam perkembangan otak yang sehat.
Kematian dan pemangkasan selTidak semua neuron yang terbentuk akan bertahan. Proses kematian sel dan pemangkasan sinapsis yang tidak dibutuhkan atau tidak berfungsi dengan baik adalah bagian dari pembentukan otak yang sehat.
Pemangkasan ini membantu otak untuk lebih efisien dalam mengelola sumber daya dan memperbaiki konektivitas neuron.
MielogenesisTahap terakhir dalam perkembangan otak adalah mielogenesis, yaitu pembentukan mielin.
Mielin adalah lapisan lemak yang membungkus serabut saraf, memungkinkan transmisi sinyal listrik yang lebih cepat dan lebih efisien. Ini sangat penting untuk kinerja otak yang optimal, khususnya dalam pengolahan informasi yang cepat.
Baca juga: Perbedaan antara Sel Saraf Bermielin dan Tidak Bermielin
Proses Pembentukan Otak pada Janin dan Anak
Menurut The University of Queensland, pembentukan otak dimulai sejak awal kehamilan, bahkan sebelum janin mencapai panjang 1 cm.
Pada minggu-minggu pertama, molekul-molekul pendorong pertumbuhan memulai pembentukan dua bagian otak utama yang simetris, yaitu dua belahan kortikal.
Seiring perkembangan janin, tabung saraf yang menghubungkan otak dan sumsum tulang belakang terbentuk, dan neuron pertama mulai muncul.
Pada usia 100 hari setelah pembuahan, neuron baru terbentuk dengan kecepatan yang luar biasa, sekitar 15 juta per jam, dan mulai bermigrasi menuju posisi akhir mereka.
Saat bayi lahir, meskipun sebagian besar neuron sudah terbentuk, berat otaknya hanya sekitar 25% dari berat otak orang dewasa.
Baca juga: Fungsi Dendrit pada Sel Saraf
Meskipun begitu, sel-sel glia (sel pendukung otak) mulai muncul, memainkan peran penting dalam menjaga keseimbangan kimiawi otak dan mendukung komunikasi antar-neuron.
Pada usia 2 tahun, otak anak sudah mencapai 80% dari ukuran otaknya yang penuh. Meskipun otak secara fisik sudah mendekati ukuran dewasa, proses penyempurnaan jaringan otak terus berlanjut hingga masa remaja dan dewasa awal.
Tahapan perkembangan otak anak
Tahapan perkembangan otak anak sangat penting, karena membentuk fondasi bagi perkembangan kognitif dan emosi anak di masa depan.
Otak anak yang sedang berkembang ini mirip dengan benih yang tumbuh menjadi tanaman dan akhirnya menjadi pohon yang kuat dan sehat.
Berikut adalah tahapan perkembangan otak pada anak usia dini yang perlu dipahami:
Pada tahap ini, otak bayi berkembang pesat. Mereka belajar tentang dunia sekitar mereka melalui indra dan gerakan motorik.
Keterampilan dasar seperti mengisap, menggenggam, dan merespons suara mulai terbentuk. Di sinilah dasar bagi perkembangan bahasa dan pemecahan masalah mulai terbentuk.
Baca juga: Perkembangan Motorik: Pengertian, Jenis, dan Contohnya
Tahap praoperasional (2 – 7 Tahun)Tahap ini adalah saat anak mulai mengembangkan kemampuan bahasa secara pesat. Mereka juga mulai memahami simbolisme dan berkreasi melalui permainan pura-pura.
Meskipun demikian, mereka masih berpikir secara konkret dan egosentris, yaitu sulit untuk melihat dunia dari perspektif orang lain.
Tahap operasional konkret (7 – 11 Tahun)Anak-anak mulai dapat berpikir secara logis dan sistematis. Mereka belajar mengenai sebab-akibat dan mengembangkan pemahaman yang lebih baik tentang dunia sekitar mereka.
Pada tahap ini, kemampuan untuk memahami emosi orang lain mulai tumbuh, serta kemampuan untuk berpikir lebih terorganisir.
Baca juga: Apa itu Perkembangan dalam Biologi?
Tahap operasional formal (12 Tahun ke Atas)Pada masa ini, remaja mulai mengembangkan kemampuan berpikir abstrak dan hipotetis.
Mereka mulai bisa mempertimbangkan berbagai kemungkinan dan memecahkan masalah secara lebih kompleks, serta mengembangkan kemampuan untuk merencanakan masa depan dan memikirkan isu-isu moral.
Kapan otak berkembang sepenuhnya?
Menurut penelitian, otak manusia mencapai ukuran penuhnya pada usia sekitar 14 tahun, meskipun fungsi-fungsi kognitifnya terus berkembang hingga usia sekitar 25 tahun.
Salah satu bagian otak yang paling lambat berkembang adalah korteks prefrontal, yang bertanggung jawab untuk pengambilan keputusan, pengendalian impuls, dan perencanaan jangka panjang.
Baca juga: Apakah Otak Manusia Bisa Penuh?
Faktor-faktor yang mempengaruhi perkembangan otak
Dilansir dari Universitas Amen, perkembangan otak tidak hanya dipengaruhi oleh faktor genetik semata. Lingkungan dan pengalaman hidup anak juga berperan penting.
Faktor-faktor seperti nutrisi yang baik, interaksi sosial yang positif, serta lingkungan yang aman dan mendukung sangat mempengaruhi proses ini.
Sebaliknya, stres kronis, kekurangan gizi, dan paparan racun lingkungan dapat menghambat perkembangan otak secara signifikan.
Proses pembentukan otak manusia adalah perjalanan yang kompleks, dimulai sejak dalam kandungan dan berlanjut hingga masa dewasa muda.
Dengan memahami prinsip-prinsip dasar pembentukan otak ini, kita dapat membantu mendukung perkembangan otak anak-anak kita melalui lingkungan yang sehat, stimulasi yang tepat, dan pendidikan yang mendukung perkembangan kognitif dan emosional mereka.
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.