Bagian Otak Manusia

Penjelasan Mengenai Otak pada Makhluk Hidup

Penjelasan Mengenai Otak – Otak adalah massa jaringan saraf yang terletak di kepala hewan atau manusia yang mengontrol fungsi tubuh. Pada hewan sederhana, otak berfungsi seperti papan tombol yang mengambil sinyal dari organ indera dan menyampaikan informasi ke otot. Pada hewan tingkat tinggi terutama vertebrata, otak jauh lebih kompleks dan mampu berperilaku jauh lebih maju.

Otak adalah bagian dari sistem saraf pusat yang menerima dan mentransmisikan impuls. Otak bekerja dengan sistem saraf perifer, yang membawa impuls ke dan dari otak dan sumsum tulang belakang melalui saraf yang berjalan di seluruh tubuh.

Istilah untuk diketahui

Area Broca: Area di otak yang mengatur pikiran dan mengoordinasikan otot-otot untuk berbicara.

Ganglion: Suatu struktur yang terdiri dari badan sel saraf, biasanya terletak di luar sistem saraf pusat.

Sel glia: Sel saraf (selain neuron) yang terletak di otak yang melindungi, mendukung, dan membantu neuron.

Neuron: Suatu jenis sel saraf.

Stimulus: Apa pun yang merangsang suatu organisme untuk bertindak, seperti cahaya, suara, atau uap air.

Area WernickeArea di otak besar yang memproses informasi dari bahasa tertulis dan lisan.

Otak invertebrata

Otak yang paling sederhana adalah yang ditemukan pada invertebrata, hewan yang tidak memiliki tulang punggung. Misalnya, cacing gelang memiliki otak dan sistem saraf sederhana yang terdiri dari sekitar 300 sel saraf, atau neuron. Neuron sensorik yang terletak di ujung kepala hewan mendeteksi rangsangan dari lingkungan dan mengirimkan pesan ke otak. Otak kemudian mengirimkan impuls melalui kabel saraf ke otot, yang merespons rangsangan. Cara neuron di otak memproses data yang diterima menentukan respons yang dibuat oleh hewan.

cacing gelang
Otak pada cacing gelang

Organisme yang lebih maju memiliki sistem saraf yang lebih kompleks. Komponen utama dari sistem tersebut adalah ganglion (massa neuron yang dapat menerima dan memproses informasi). Otak cacing tanah, misalnya, terdiri dari sepasang ganglion di ujung kepalanya.

Misalkan cacing tanah menghadapi beberapa rangsangan eksternal, seperti sentuhan, cahaya, atau uap air maka stimulus itu dideteksi oleh sel-sel reseptor di kulit, yang mengirimkan pesan sepanjang sepasang saraf di setiap segmen cacing tanah. Saraf ini membawa pesan ke otak dan juga ke ganglion yang lebih kecil di setiap segmen cacing, di mana sinyal dianalisis. Sistem saraf pusat kemudian mentransmisikan impuls di sepanjang saraf yang mengkoordinasikan aksi otot, menyebabkan cacing tanah bergerak ke arah atau menjauh dari stimulus.

Otak serangga. Pada serangga, organ indera khusus mendeteksi informasi dari lingkungan dan mengirimkannya ke sistem saraf pusat. Organ-organ indera semacam itu termasuk mata yang sederhana dan majemuk, reseptor-reseptor suara pada torax (tubuh utama) atau di kaki-kaki, dan reseptor rasa. Otak serangga terdiri dari ganglion di kepala. Ganglion juga ditemukan di beberapa segmen tubuh serangga. Informasi yang digunakan serangga untuk perilaku seperti berjalan, terbang, kawin, dan menyengat disimpan di ganglion segmental ini.

Otak vertebrata

Sistem saraf pusat vertebrata (hewan dengan tulang belakang) terdiri dari sumsum tulang belakang tunggal, yang membentang di sepanjang punggung hewan, dan otak yang sangat berkembang. Otak adalah struktur dominan sistem saraf Otak adalah pengontrol utama dari semua fungsi tubuh, penganalisa dan penerjemah dari informasi yang kompleks dan pola perilaku. Kita dapat menganggap otak sebagai komputer yang kuat yang menggunakan sel-sel saraf daripada chip silikon. Sistem saraf tepi, terdiri dari saraf yang berjalan ke seluruh bagian tubuh, mentransmisikan informasi ke dan dari sistem saraf pusat.

Otak vertebrata dibagi menjadi tiga divisi utama: otak-depan, otak tengah, dan otak belakang. Otak belakang menghubungkan otak ke sumsum tulang belakang, dan sebagian darinya, yang disebut medula oblongata, mengendalikan fungsi-fungsi tubuh yang penting seperti kecepatan bernapas dan detak jantung. Juga terletak di otak belakang adalah otak kecil, yang mengontrol keseimbangan.

Bagian Otak Manusia
Bagian Otak Manusia

Otak depan terdiri dari otak besar, talamus, dan hipotalamus. Di antara fungsinya yang lain, otak depan mengontrol indera penciuman pada vertebrata. Otak tengah adalah lokasi lobus optik, yang bertanggung jawab untuk menerima dan menafsirkan sinyal visual. Otak tengah juga merupakan sumber respons motorik suatu organisme.

Selama beberapa minggu pertama perkembangannya, otak vertebrata terlihat seperti serangkaian tonjolan dalam tabung sel saraf. Ada sedikit perbedaan antara otak awal ikan, amfibi, reptil, burung, dan mamalia. Namun, seiring perkembangan otak, tonjolan itu membesar.

Setiap jenis vertebrata memperoleh otak dewasa spesifiknya sendiri yang membantunya bertahan hidup di lingkungannya. Di otak depan ikan misalnya, indera penciuman (bau) berkembang dengan baik, sedangkan otak kecil berfungsi hanya sebagai stasiun relay untuk impuls.

Pada mamalia,  penciuman termasuk dalam sistem yang juga mengendalikan emosi, dan otak besar, beroperasi sebagai pusat pemrosesan yang kompleks untuk informasi. Lobus optik berkembang dengan baik di otak tengah vertebrata non-mamalia, sedangkan pada mamalia pusat penglihatan terutama di otak depan. Selain itu, otak burung berukuran lebih besar dibandingkan otak lainnya, karena mengontrol koordinasi dan keseimbangan dalam terbang.

Otak manusia. Otak manusia adalah struktur lunak, mengkilap, putih keabu-abuan, berbentuk jamur. Terbungkus dalam tengkorak, dan adalah jaringan saraf seberat ±3 kilogram yang membuat kita tetap hidup dan berfungsi. Rata-rata, otak memiliki berat 13,7 ons (390 gram) saat lahir, dan pada usia 15 tahun tumbuh sekitar 46 ons (1.300 gram). Otak manusia terdiri dari hingga satu triliun sel saraf. Seratus miliar di antaranya adalah neuron, dan sisanya mendukung sel (glia).

Neuron menerima, memproses, dan mengirimkan impuls, sementara sel glia melindungi, mendukung, dan membantu neuron.

Bagian-bagian otak dapat dipelajari dari segi struktur dan fungsi. Empat bagian utama dari otak manusia adalah batang otak (otak belakang dan otak tengah), diensefalon, otak besar, dan otak kecil.

Batang otak. Batang otak merupakan kelanjutan dari sumsum tulang belakang. Terdiri dari medula oblongata, pons, dan otak tengah. Medula oblongata sebenarnya adalah bagian dari sumsum tulang belakang yang meluas ke otak. Semua pesan yang ditransmisikan antara otak dan sumsum tulang belakang melewati medula. Saraf di sisi kanan medula menyeberang ke sisi kiri otak, dan yang di kiri menyeberang ke kanan. Hasil dari pengaturan ini adalah bahwa setiap sisi otak mengontrol sisi berlawanan dari tubuh.

Tiga pusat vital di medula mengontrol detak jantung, laju pernapasan, dan diameter pembuluh darah. Pusat-pusat yang membantu mengoordinasikan menelan, muntah, cegukan, batuk, dan bersin juga terletak di medula. Suatu daerah di dalam medula membantu mempertahankan keadaan sadar. Pons (yang berarti “jembatan”) melakukan pesan antara sumsum tulang belakang dan bagian otak lainnya, dan antara berbagai bagian otak. Otak tengah menyampaikan impuls dari korteks serebral ke pons dan sumsum tulang belakang. Ini juga berisi pusat refleks visual dan audio yang melibatkan pergerakan bola mata dan kepala.

Dua belas pasang saraf kranial berasal dari bagian bawah otak, sebagian besar dari batang otak. Mereka ada di tengkorak melalui lubang dan meluas sebagai saraf tepi ke tujuan mereka. Saraf kranial termasuk saraf penciuman yang membawa pesan tentang bau dari hidung dan saraf optik yang melakukan informasi visual dari mata.

Diensefalon. Diensefalon terletak di atas batang otak, dan termasuk talamus dan hipotalamus. Talamus adalah stasiun relay penting untuk informasi sensorik yang datang ke korteks serebral dari bagian otak lainnya. Talamus juga menafsirkan sensasi rasa sakit, tekanan, suhu, dan sentuhan, dan berkaitan dengan beberapa emosi dan ingatan kita. Ia menerima informasi dari lingkungan dalam bentuk suara, bau, dan rasa.

Hipotalamus melakukan banyak fungsi penting termasuk kontrol sistem saraf otonom. Sistem saraf otonom adalah cabang dari sistem saraf yang terlibat dengan kontrol sejumlah fungsi tubuh, seperti detak jantung dan pencernaan. Hipotalamus membantu mengatur sistem endokrin (yang menghasilkan hormon yaitu pembawa pesan kimia yang mengatur fungsi tubuh) dan mengontrol suhu tubuh normal. Hormon memberi tahu kita saat kita lapar, kenyang, dan haus, membantu mengatur tidur dan bangun, dan terlibat ketika kita merasa marah dan agresif.

Otak besar. Serebrum membentuk sekitar 80 persen dari berat otak dan terletak di atas diensefalon. Korteks serebral adalah lapisan terluar otak dan terdiri dari bahan yang dikenal sebagai materi abu-abu, yang terdiri dari banyak badan sel saraf. Tebal jaringan korteks serebral sekitar 2 hingga 4 milimeter, dan jika menyebar akan memiliki luas permukaan sekitar 1,5 meter persegi. Materi putih, terdiri dari serabut saraf yang ditutupi dengan lapisan seperti lemak yang dikenal sebagai selubung mielin, terletak di bawah materi abu-abu.

Fisura memisahkan otak besar menjadi belahan kiri dan kanan. Setiap belahan otak dibagi menjadi daerah yang dikenal sebagai lobus frontal, temporal, parietal, dan oksipital. Korpus kalosum, seikat besar serat, menghubungkan dua belahan otak.

Korteks serebral adalah bagian dari otak yang memberikan perbedaan paling penting antara manusia dan hewan lainnya sebab bertanggung jawab atas sebagian besar fungsi yang mendefinisikan apa yang kita maksudkan dengan “menjadi manusia.” Korteks serebra memungkinkan kita tidak hanya untuk menerima dan menafsirkan semua jenis informasi sensorik, seperti warna, bau, rasa, dan suara, tetapi juga untuk mengingat, menganalisis, menafsirkan, membuat keputusan, dan melakukan sejumlah fungsi otak “lebih tinggi” lainnya.

Dengan mempelajari hewan dan manusia yang menderita kerusakan pada korteks serebral, para ilmuwan telah menemukan bahwa berbagai bagian wilayah ini memiliki fungsi spesifik. Sebagai contoh, bahasa lisan dan tulisan ditransmisikan ke bagian otak yang disebut daerah Wernicke, di mana makna diekstraksi. Instruksi kemudian dikirim ke area Broca, yang mengontrol pergerakan otot di seluruh tubuh. Di dalam area Broca, pikiran diterjemahkan ke dalam ucapan dan otot dikoordinasikan untuk berbicara. Impuls dari area motor lain mengarahkan otot tangan kita ketika kita menulis dan otot mata kita ketika kita membaca halaman untuk mencari informasi.

Area asosiasi otak besar berkaitan dengan emosi dan proses intelektual, dengan menghubungkan fungsi sensorik dan motorik. Di bidang asosiasi kita, impuls yang tak terhitung banyaknya diproses yang menghasilkan ingatan, emosi, penilaian, kepribadian, dan kecerdasan.

Ingatan

Salah satu fungsi otak yang paling menarik adalah daya ingat. Ingatan mengacu pada kemampuan otak untuk mengingat peristiwa yang telah terjadi pada suatu waktu di masa lalu. Para ilmuwan telah belajar bahwa ada dua jenis ingatan yang ada, ingatan jangka pendek dan jangka panjang. Ilmuwan percaya bahwa cara di mana kedua jenis fungsi ingatan ini agak berbeda satu sama lain. Orang yang memiliki kondisi yang dikenal sebagai amnesia retrograde misalnya, kehilangan kemampuan untuk mengingat peristiwa yang terjadi sebelum terkena kejutan, seperti pukulan ke kepala. Namun, mereka dapat dengan mudah mengingat peristiwa yang terjadi beberapa hari, minggu, bulan atau tahun sebelum kejutan itu.

Para ilmuwan masih tidak yakin bagaimana otak mengingat sesuatu. Mereka menggunakan istilah jejak memori untuk menggambarkan perubahan di otak yang sesuai dengan penciptaan memori. Tetapi tidak ada yang benar-benar tahu persis apa yang berhubungan dengan jejak memori dalam hal struktur otak, kimia, atau fungsi.

Menurut teori memori/ingatan yang paling populer saat ini, paparan rangsangan dapat menyebabkan perubahan dalam koneksi yang dibuat neuron satu sama lain. Perubahan ini mungkin merupakan “jejak ingatan” yang dibicarakan oleh para ilmuwan. Koneksi-koneksi saraf itu tampaknya mampu bertahan untuk jangka waktu yang sangat lama dan dapat dipanggil kembali ketika seseorang memutuskan untuk mengingatnya atau ketika beberapa stimulus menyebabkannya muncul kembali.

Beberapa penelitian yang menarik pada ingatan telah menyarankan bahwa sel-sel saraf dapat benar-benar tumbuh dan berubah ketika terkena cahaya, suara, bahan kimia, dan rangsangan lainnya. Pola-pola baru yang mereka bentuk mungkin dengan cara tertentu terhubung dengan pengembangan jejak memori di otak.

Dua area kecil yang mengejutkan di bagian depan otak, yang terletak di setiap belahan kira-kira di atas tepi luar alis, adalah pusat otak untuk pemikiran tingkat tinggi. Pada tahun 2000, para ilmuwan mengumumkan bahwa daerah berpasangan ini, yang disebut korteks prefrontal lateral, diaktifkan pada orang yang diberi tes yang melibatkan masalah verbal dan spasial. Ini adalah wilayah otak yang sama dengan studi penelitian sebelumnya yang terbukti penting untuk menyelesaikan tugas-tugas baru, mengingat banyak hal sekaligus, dan menyaring informasi yang tidak relevan atau tidak penting. Para ilmuwan juga percaya bahwa korteks prefrontal lateral bertindak sebagai ruang kerja global untuk mengatur dan mengoordinasikan informasi dan membawanya kembali ke bagian lain dari otak sesuai kebutuhan.

Struktur tertentu di otak besar dan diensefalon membentuk sistem limbik. Wilayah-wilayah ini bertanggung jawab atas ingatan dan emosi, dan berhubungan dengan rasa sakit dan kesenangan.

Dengan mempelajari pasien yang korpus kalosumnya telah dihancurkan, para ilmuwan telah mempelajari bahwa ada perbedaan antara sisi kiri dan kanan korteks serebral. Sisi kiri otak berfungsi dalam bicara, logika, menulis, dan berhitung. Sisi kanan otak, di sisi lain, lebih mementingkan imajinasi, seni, simbol, dan hubungan spasial.

Otak kecil. Otak kecil terletak di bawah otak kecil dan di belakang batang otak, dan berbentuk seperti kupu-kupu. “Sayap” adalah belahan otak kecil, dan masing-masing terdiri dari lobus yang memiliki alur atau celah yang berbeda. Otak kecil mengontrol pergerakan sistem otot kita yang dibutuhkan untuk keseimbangan, postur, dan mempertahankan postur.

Otak Kecil
Otak Kecil

Gangguan otak

Seperti halnya bagian tubuh lainnya, otak mengalami berbagai disfungsi dan gangguan. Empat di antaranya yang paling umum adalah koma, epilepsi, migrain, dan stroke.

Koma. Istilah koma berasal dari kata Yunani koma, yang berarti “tidur nyenyak.” Secara medis, koma adalah keadaan tidak responsif yang ekstrem di mana seorang individu tidak menunjukkan gerakan atau perilaku sukarela. Dalam koma yang bahkan rangsangan yang menyakitkan, tidak dapat mempengaruhi respon apa pun. Refleks normal bisa hilang.

Istilah koma digunakan untuk berbagai sisi kondisi mulai dari rasa kantuk atau mati rasa paling tidak hingga kematian otak pada tingkat terburuk.

Koma adalah hasil dari sesuatu yang mengganggu fungsi korteks serebral dan/atau fungsi struktur yang membentuk sistem pengaktif retikular yaitu jaringan struktur (termasuk batang otak, medula, dan talamus) yang bekerja bersama untuk mengendalikan kecenderungan seseorang untuk tetap terjaga dan waspada.

Sejumlah besar kondisi dapat menyebabkan koma, termasuk kerusakan pada otak itu sendiri, seperti tumor otak, infeksi, dan cedera kepala. Kondisi ini juga mungkin melibatkan perubahan dalam cara fungsi otak, seperti penurunan ketersediaan zat yang diperlukan untuk fungsi otak yang tepat, seperti oksigen, glukosa, dan natrium; adanya zat-zat tertentu yang mengganggu fungsi neuron, seperti obat-obatan atau alkohol dalam jumlah yang beracun atau perubahan kadar bahan kimia otak esensial tertentu karena kejang.

Penelitian belahan otak

Dua belahan otak manusia tidak diciptakan sama. Para ilmuwan telah menduga selama berabad-abad bahwa setiap belahan otak memiliki fungsi khusus. Pada awal tahun 1860-an, dokter Prancis Paul Broca (1824-1880) menunjukkan bahwa pasien dengan masalah bicara mengalami kerusakan pada sisi kiri otak mereka.

Penelitian tambahan pada fungsi belahan otak kemudian datang dari banyak sumber lain. Sebagai contoh, beberapa pasien dengan epilepsi parah memiliki korpus kalosum di otak mereka yang terputus untuk meringankan ketidaknyamanan mereka. Operasi ini, sebagai produk sampingan, menghasilkan informasi tentang cara fungsi dua belahan otak. Cara yang lebih sederhana untuk mempelajari kedua belahan otak adalah dengan melindungi satu belahan otak dari menerima informasi, seperti menempatkan kartu di atas satu mata, menutupi satu telinga, atau memberikan input indera hanya ke satu tangan, lengan, atau kaki.

Para ilmuwan sekarang percaya bahwa fungsi bahasa, seperti kemampuan untuk berbicara, membaca, menyebut objek, dan memahami bahasa lisan adalah fungsi dari belahan otak kiri. Belahan kiri juga dianggap bertanggung jawab atas keterampilan numerik dan analitis. Sebaliknya, belahan kanan pada kebanyakan manusia dianggap mengendalikan aktivitas non-verbal, seperti kemampuan menggambar dan menyalin tokoh geometris, berbagai kemampuan musik, penalaran dan memori visual-spasial, dan pengenalan bentuk menggunakan penglihatan dan sentuhan.

Ada juga bukti bahwa dua belahan otak memproses informasi secara berbeda. Tampaknya belahan kanan cenderung memproses informasi secara lebih simultan, memproses dan menyatukan beragam informasi. Belahan kiri tampaknya memproses informasi dengan cara yang logis dan berurutan, dengan cara langkah demi langkah daripada belahan kanan.

Dalam hal emosi, ada beberapa temuan yang sangat menarik. Beberapa temuan ini berasal dari penelitian terhadap individu yang menunjukkan tawa atau tangisan yang tidak terkendali. Bukti ini menunjukkan bahwa belahan kiri sangat terlibat dalam ekspresi emosi positif, sedangkan belahan kanan sangat terlibat dalam ekspresi emosi negatif. Beberapa peneliti percaya bahwa dua belahan otak biasanya saling menghambat sehingga ada keseimbangan, membuat ledakan emosi yang tidak terkendali jarang terjadi.

Hasil akhir koma tergantung pada sejumlah faktor. Secara umum, sangat penting bagi dokter untuk menentukan dengan cepat penyebab koma, sehingga kondisi yang berpotensi reversibel segera diobati. Misalnya, infeksi dapat diobati dengan antibiotik, tumor otak dapat dihilangkan, pembengkakan otak dari cedera dapat dikurangi dengan obat-obatan tertentu.

Hasil dari koma tergantung pada penyebab dan lamanya. Dalam kasus keracunan obat misalnya, tingkat pemulihan yang sangat tinggi dapat diharapkan, setelah mendapat perhatian medis segera. Pasien yang menderita cedera kepala cenderung lebih baik daripada pasien yang komanya disebabkan oleh jenis penyakit medis lainnya. Tidak termasuk koma akibat keracunan obat, hanya sekitar 15 persen pasien yang tetap koma selama lebih dari beberapa jam membuat pemulihan yang baik. Pasien dewasa yang tetap koma selama lebih dari empat minggu hampir tidak memiliki kesempatan untuk mendapatkan kembali tingkat fungsi mereka sebelumnya. Namun, anak-anak dan dewasa muda telah kembali berfungsi setelah bahkan dua bulan dalam keadaan koma.

Epilepsi. Istilah epilepsi berasal dari kata Yunani untuk kejang. Epilepsi menggambarkan suatu kondisi yang ditandai oleh ketidakteraturan dalam ritme listrik tubuh dan ditandai dengan serangan kejang (kontraksi otot involunter yang hebat) di mana seseorang dapat kehilangan kesadaran. Tanda-tanda epilepsi luar dapat berkisar dari hanya sedikit memukul bibir atau menatap ke luar angkasa hingga kejang umum. Ini adalah kondisi yang dapat memengaruhi siapa pun, mulai dari yang sangat muda hingga orang dewasa, baik dari jenis kelamin maupun ras apa pun. Epilepsi pertama kali dijelaskan oleh dokter Yunani Hippocrates, yang dikenal sebagai bapak kedokteran, yang hidup pada akhir abad kelima SM.

Jumlah orang yang menderita epilepsi tidak diketahui. Beberapa pihak berwenang mengatakan bahwa hingga setengah dari 1 persen populasi menderita epilepsi. Tetapi para ahli lain percaya perkiraan ini terlalu rendah. Banyak kasus epilepsindengan gejala sangat halus, tidak dilaporkan.

Penyebab epilepsi masih belum diketahui. Namun, para ilmuwan sering dapat menentukan area otak yang dipengaruhi oleh cara di mana kondisi tersebut ditunjukkan. Sebagai contoh, kejang Jacksonian, yaitu berkedut otot, berasal dari lobus frontal otak di korteks motorik. Mati rasa atau kesemutan yang terlokalisasi mengindikasikan asal usul lobus parietal di sisi otak di korteks sensorik.

Gejala berulang (berulang) yang terkait dengan epilepsi, kemudian, adalah hasil dari pelepasan listrik yang luar biasa besar dari neuron di wilayah otak tertentu. Pelepasan ini dapat dilihat pada tes otak standar yang disebut electroencephalogram (EEG). Untuk tes ini, elektroda (perangkat yang mengalirkan arus listrik) diterapkan ke area tertentu dari kepala untuk mengambil gelombang listrik yang dihasilkan oleh otak. Jika pasien mengalami epilepsi saat ia ditransfer ke EEG, gelombang otak abnormal dapat dengan mudah dilihat dan ditentukan asal usulnya di otak. Namun, jika pasien tidak mengalami kejang, kelainan biasanya tidak ditemukan pada EEG.

Migrain. Migrain adalah bentuk sakit kepala yang sangat parah. Pertama kali dideskripsikan selama era Mesopotamia, sekitar 3000 SM Migrain adalah kondisi kompleks yang masih kurang dipahami. Istilah ini tidak berlaku untuk satu kondisi medis, tetapi diterapkan pada berbagai gejala yang sering banyak dan dapat berubah. Penderita migrain menemukan bahwa sakit kepala mereka dipicu oleh rangsangan tertentu, seperti stres, suara keras, tidak makan, atau makan makanan tertentu seperti coklat atau anggur merah.

Kondisi migrain umumnya dapat dibagi menjadi empat fase berbeda. Fase pertama dikenal sebagai prodrome. Gejala berkembang perlahan selama 24 jam sebelum timbulnya sakit kepala, dan sering kali meliputi perasaan persepsi yang tinggi atau kusam, mudah tersinggung atau menarik diri, mengidam makanan tertentu, dan ciri-ciri lainnya.

Fase kedua, yang dikenal sebagai aura, menampilkan gangguan visual yang dapat digambarkan sebagai lampu berkedip, garis zig-zag berkilau, dan gangguan lainnya di satu atau kedua mata. Gejala sensorik lainnya dapat terjadi juga, seperti pin dan jarum atau mati rasa di tangan. Semua gejala ini bisa sangat menyusahkan bagi pasien. Fase ini biasanya mendahului timbulnya sakit kepala satu jam atau kurang.

Fase tiga terdiri dari sakit kepala itu sendiri, biasanya digambarkan sebagai parah, seringkali dengan kualitas yang berdenyut. Rasa sakit dapat terjadi pada satu atau kedua sisi kepala, dan dapat disertai dengan mual dan muntah dan intoleransi cahaya (fotofobia), kebisingan (fonofobia), atau gerakan. Fase ini dapat berlangsung dari 4 hingga 72 jam. Selama fase terakhir, yang disebut postdrome, orang tersebut sering merasa terkuras dan pudar. Perasaan ini umumnya mereda dalam waktu 24 jam.

Migrain tampaknya melibatkan perubahan pola sirkulasi darah dan transmisi saraf di otak. Para ilmuwan saat ini percaya bahwa migrain berkembang dalam tiga fase. Langkah pertama terjadi di otak tengah. Untuk alasan yang tidak sepenuhnya dipahami, sel-sel yang berfungsi normal di wilayah ini mulai mengirimkan sinyal listrik abnormal sepanjang proyeksi mereka ke pusat otak lain, termasuk korteks visual. Langkah kedua adalah aktivasi pembuluh darah di otak, di mana arteri dapat berkontraksi atau melebar (mengembang). Langkah ketiga adalah aktivasi sel-sel saraf yang mengontrol sensasi rasa sakit di kepala dan wajah. Beberapa pasien mungkin hanya mengalami satu dari tiga tahap ini. Fakta ini bisa menjelaskan individu yang hanya mengalami aura,

Beberapa penelitian terbaru menunjukkan adanya hubungan antara migrain dan kadar serotonin, neurotransmitter yang ditemukan di otak dan banyak sel dan jaringan lainnya. Serangan migrain telah berkorelasi dengan penurunan kadar serotonin dalam tubuh. Koneksi telah diperkuat oleh pengamatan bahwa obat sumatriptan, yang sangat mirip dengan serotonin secara kimia, sangat efektif dalam mengobati migrain.

Stroke. Stroke adalah kondisi medis yang ditandai dengan hilangnya kesadaran, sensasi, dan gerakan sadar yang tiba-tiba yang disebabkan oleh hilangnya aliran darah ke otak. Stroke juga disebut kecelakaan pembuluh darah otak atau CVA. Ini disebabkan oleh salah satu dari dua peristiwa, arteri pecah atau arteri yang telah ditutup karena gumpalan darah telah bersarang di dalamnya. Stroke akibat pecahnya pembuluh darah disebut stroke hemoragik, sedangkan yang disebabkan oleh gumpalan darah disebut stroke trombotik. Sirkulasi darah ke area otak yang dilayani oleh arteri itu berhenti pada titik gangguan, dan jaringan otak di luar titik itu rusak oleh kekurangan oksigen dan mulai mati.

Bagaimana stroke terjadi. Otak membutuhkan aliran darah yang konstan dan stabil untuk menjalankan fungsinya. Darah mengantarkan oksigen dan nutrisi yang dibutuhkan oleh sel-sel otak. Jika aliran darah ini terputus untuk jangka waktu tertentu dan untuk alasan apa pun, sel-sel otak mulai mati dengan cepat.

Pembuluh darah pecah dapat terjadi di daerah yang lemah di arteri, atau pembuluh darah yang tersumbat oleh gumpalan darah mengambang. Dalam kedua kasus tersebut, darah tidak lagi disuplai ke jaringan otak di luar titik kejadian. Efek dari gangguan sirkulasi ke otak tergantung pada area otak yang terlibat. Gangguan pembuluh darah kecil dapat menyebabkan gangguan bicara atau kesulitan mendengar atau gaya berjalan yang tidak stabil. Jika pembuluh darah yang lebih besar terlibat, hasilnya mungkin kelumpuhan total pada satu sisi tubuh. Kerusakan pada belahan otak kanan mengakibatkan gangguan fungsi di sisi kiri tubuh, dan sebaliknya.

Orang-orang yang diketahui membentuk gumpalan darah dalam sistem peredaran darah mereka dapat diberikan obat untuk mencegahnya. Juga, terapi saat ini termasuk obat-obatan yang dapat diberikan untuk melarutkan gumpalan, sehingga menghilangkan penghalang aliran darah. Jika aliran darah dapat dipulihkan dengan cukup cepat, jaringan otak mungkin menderita lebih sedikit kerusakan dan lebih sedikit fungsi yang bisa hilang.

Stroke dapat dicegah dengan pengobatan tekanan darah tinggi yang efektif dan dengan meminum tablet aspirin setiap hari, bagi mereka yang dapat menoleransi obat tersebut. Aspirin membantu mencegah pembentukan gumpalan, dan sejumlah uji klinis telah membuktikannya efektif dalam pengurangan stroke.

Pemulihan dari stroke bervariasi dari satu orang ke orang lain. Perawatan cepat diikuti dengan terapi fisik yang efektif dapat mengembalikan fungsi yang hampir sepenuhnya dari area tubuh yang terkena. Beberapa orang telah mengalami kerusakan yang cukup parah sehingga pemulihan mereka minimal dan gerakya mungkin terbatas pada kursi roda atau tempat tidur selama sisa hidup mereka.