Telinga dan Bagian-bagiannya

Telinga dan Bagian-bagiannya

Pengantar

biobiology. Telinga adalah salah satu organ yang sangat penting bagi kita. Kita dapat mendengar suara, bunyi-bunyian adalah karena telinga kita. Kita masih terheran-heran bagaimana manusia dapat mendengar dan membedakan banyak bunyi yang berbeda-beda? Bagaimana kita dapat mendengar? Dari mana asalnya bunyi berada? Apa esensi dari pendengaran? Bagaimana kita dapat membedakan musik yang bagus dan musik yang berisik serta tidak enak di dengar? Kita berharap sains dapat menjawab semua pertanyaan kita tentang semua masalah pendengaran. Namun, pengetahuan kita masih terbatas pada mekanisme masuknya stimulus berupa gelombobang bunyi melalui telinga dan diterima oleh sel saraf yang selanjutnya diolah oleh otak. 

Bagian-Bagian Telinga

Langkah pertama sebelum kita mendalami proses pendengaran adalah mengetahui bagian-bagian dan penyusun telinga. Gambar di bawah adalah gambar penampang telinga manusia.

Gambar Penampang Telinga

Secara umum, telinga manusia dikelompokkan menjadi 3 bagian yang besar yaitu (a) telinga bagian luar, (b) telinga bagian tengah , dan telinga bagian dalam. Berikut adalah bagian-bagian telinga yang lebih lengkap:

1. Telinga bagian luar
2. Telinga bagian tengah
3. Telinga bagian dalam
4. Daun telinga (pinna)
5. Saluran pendengaran (auditory canal)
6. Saluran Eustachius
7. Rumah siput (cochlea)
8. Saraf pendengaran (auditory nerve)
9. Saluran setengah lingkaran (semicircular canals)
10. Osikel (ossicle – tulang martil, landasan dan sanggurdi), dan
11. Gendang telinga (eardrum)

Proses Mendengar

Proses mendengar di awali dari diterimanya gelombang bunyi yang selanjutnya diteruskan kepada sel saraf pendengaran. Berdasarkan gambar di atas dapat kita runut bahwa proses mendengar setelah dari telinga luar kemudian getaran suara merambat masuk melalui saluran pendengaran. Dari saluran pendengaran kemudian bunyi menggetarkan gendang telinga, disebut juga membran timpani. Membran timpani yang bergetar ikut menggetarkan osikel yang terdiri dari 3 tulang, yaitu tulang martil, ladasan dan sanggurdi. Dari tulang sanggurdi inilah, gelombang bunyi disalurkan ke rumah koklea yang kemudian diterima oleh saraf pendengaran. 

Bentuk Fisik dan Fungsi Bagian-bagian telinga

1. Daun Telinga

Gelombang bunyi yang berada disekitar kita, dapat kita dengar dikarenakan adanya medium udara. Gelombang bunyi dari luar masuk ke telinga melalui daun telinga yang tersambung dengan saluran pendengaran. Dapat kita cermati bahwa bentuk sistem ini menyerupai sebuah corong yang tidak sempurna pada bagian depannya. Sistem ini membantu kita untuk mengumpulkan gelombang bunyi yang mengarah kepada kita dari depan dan mengumpulkannya masuk kedalam saluran pendengaran.

2. Saluran Pendengaran (auditory canal)

Saluran pendengaran kita menyerupai sistem pipa organa terbuka dengan panjang sekitar 2,7 cm dan dengan diameter sebesar 7 mm. Pipa yang kecil bukan? Saluran ini berfungsi sebagai resonator dan karena bentuknya yang tidak lurus maka saluran ini juga berfungsi untuk melindungi gendang telinga yang sifatnya ringkih dari kerusakan akibat terlalu besarnya intensitas bunyi yang menggetarkan gendang telinga. Suhu pada gendang telinga berkisar 30 derajat C yaitu suhu antara suhu ruang (25 derajat C) dengan suhu badan manusia (38 derajat) Gelombang bunyi yang masuk ke dalam saluran pendengaran diterima oleh gendang telinga.

3. Gendang telinga

Gendang telinga memiliki sifat yang sensitif, berbentuk oval dengan dimensi sekitar 9 mm sampai 12 mm. Gelombang bunyi yang merambat melalui udara menggetarkan gendang telinga. Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal dan merambat dengan menggunakan prinsip tekanan. Membran telinga dan jendela oval memiliki perbedaan luas penampang. Jendela oval memiliki luas penampang sebesar 15 kali lebih kecil dari gendang telinga. Oleh karena itu, tekanan yang diterima oleh jendela oval memiliki nilai 15 kali lebih besar dari membran timpani (gendang telinga).

4. Osikel

Getaran yang diterima oleh gendang telinga akan diteruskan oleh osikel kepada jendela oval. Osikel adalah tiga jenis tulang yang saling terhubung yang berfungsi meneruskan getaran dari gendang telinga. Tiga tulang tersebut adalah tulang martil (martil), tulang landasan (anvil) dan tulang sanggurdi (stirrup). Rangkaian tulang ini hanya memiliki dimensi panjang sebesar 1,2 cm. Walaupun ukurannya kecil fungsi dari osikel ini juga merupakan fungsi yang penting. Osikel memperbesar getaran gelombang bunyi dari membran timpani ke jendela oval sebesar 1.3 kali.

5. jendela Oval

Seperti namanya, jendela oval memiliki bentuk oval. Dalam telinga juga memiliki jendela bundar, yang tentunya bundar. Jendela oval memiliki fungsi sebagai pintu masuk gelombang bunyi ke koklea, rumah siput.

6. koklea

Koklea merupakan bagian paling rumit ada telinga. Ukurannya tidak lebih dari setengah cm dan dikelilingi oleh tulang. Koklea juga dapat melakukan analisis frekuensi secara parsial sehingga kita dappat membedakan beragam nada. Koklea panjang ruang sekitar 35 mm. Koklea memiliki sub ruang yang berjumlah 3. Ruang tersebut adalah skala vestibule, skala timpani dan skala media. Di dekat helicotrema sekitar 0,5 mm sampai 0,08 mm didekat jendela oval terdapat membran basiliar yang memisahkan membran skala timpani dan skala media. Pada skala media dan skala vestibuli dipisahkan oleh membran Reissner. Pada skala vestibuli terdapat jendela oval yang terkait dengan footplate dari osikel. Pada skala timpani terdapat jedela bundar yang tidak terkait sesuatu. Skala vestibuli dan skala timpani salng terhubung pada bagian ujung yaitu helicotrema. Ketika osikel bergerak ke kanan maka cairan dalam membran vestibuli akan terdorong ke kanan dan memasuki helicotrema kemudian masuk ke dalam skala timpani dan mengalir ke arah kiri, sehingga jendela bundar akan terdesak ke arah kiri oleh cairan. Hal yang sebaliknya terjadi ketika footplate bergerak ke kiri, jendela oval ke kiri, cairan membran vestibuli ke kiri,cairan membran timpani ke kana, jendela bundar ke kanan. Oleh karena itulah arah dari getaran jendela oval dan jendela bundar saling berlawanan dan memiliki perbedaan fase sebesar 1,5. Pada membran basiliar terdapat dua baris sel rambut yang terhubung dengan serat saraf. 

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya bahwa melalui permukaan jendela oval, intensitas bunyi diperbesar 15 kali dari intensitas yang diterima oleh membran timpani melalui konsep tekanan. Jendela oval yang menempel pada rumah siput, meneruskan getaran ke rumah siput. Nilai massa jenis dari cairan pengisi rumah siput adalah faktor terjadinya perbedaan impedansi antara udara dan rumah siput. Perbedaan ini menimbulkan penurunan intensitas dari gelombang yang dapat diteruskan. Perbandingan massa jenis cairan koklea (rumah siput) dengan udara adalah 3300 : 1. Perbedaan yang sangat signifikan ini membuat gelombang yang dapat ditransmisikan hanya sebesar 1/3300. Hal ini berarti fraksi energi 1000 fraksi energi hanya 30 dB yang dapat diteruskan. Secara keseluruhan nilai intensitas gelombang bunyi yang dapat disampaikan kepada sel saraf adalah sebesar (1,3^2)(15)(1/3300) nilai senilai dengan 1/130 dari gelombang bunyi yang ditangkap oleh daun telinga. Penguatan intensitas dilakukan lagi oleh pembengkokan sel rambut oleh membran basiliar dalam aspek amplitudo dan kecepatan pengiriman impuls saraf yang mana secara matematis belum dapat dibahas dalam artikel ini. Kalian dapat membaca proses mendengar menurut ahli di sini. 

Penutup

Telinga kita memang mungil, tapi fungsinya tidaklah kecil. Perannya dalam kehidupan kita memang luar biasa. Oleh karena dengan adanya telingalah kita dapat mendengar. Jika salah satu komponennya ada yang rusak atau hanya bekerja tidak semestinya maka hal tersebut akan mengganggu proses pendengaran kita. 

Sumber:

Leon Gunther-Physic of Music and Color

Mata dan Bagian-Bagiannya

Mata dan Bagian-bagiannya

biobiology. Mata (manusia) adalah indera penglihatan dan merupakan organ yang dapat menangkap perubahan dan perbedaan cahaya. Organ ini bekerja dengan cara menerima, memfokuskan dan mentransmisikan cahaya melalui lensa untuk menghasilkan bayangan objek yang dilihatnya. Mata manusia membawakan informasi yang terbawa dalam cahaya menjadi impuls saraf yang dibawa ke otak dengan suatu cara, proses ini tidak jauh beda dengan cara operasi kamera. Mungkin anda akan lebih paham dengan menganalogikan antara mata dengan kamera sebagai ilustrasi dari kinerja mata terutama mata manusia.

Struktur prinsip dari mata sama dengan cara kerja kamera. Kesamaan tersebut adalah dalam hal-hal berikut:

• Cornea yang bekerja seperti lensa utama
• Iris yang menyediakan aperture yang dapat berubah-ubah.
• Lensa yang menyediakan fokus yang dapat berubah-ubah.
• Retina yang bekerja seperti kamera film dalam merespon cahaya dengan menghasilkan impuls saraf yang dikirim ke otak dengan saraf optik.

Meskipun ada beberapa kesamaan, tetapi antara kamera dan mata tetaplah berbeda. Mata memiliki komponen yang kompleks yang merupakan gabungan antara organik dan anorganik serta berkaitan dengan saraf selaku penerima dan penerjemah stimulus yang diterima oleh mata. 

Gambar Pembentukan Bayangan oleh Mata beserta Bagian-bagiannya 

(sumber: Physic in Music and Colour;Leon Gunther)

Berikut adalah anatomi atau bagian-bagian dari mata dan fungsinya:

1. Cornea

Selaput luar bola mata yang bening (tidak berwarna) yang berfungsi sebagai pelindung, menerima dan meneruskan cahaya ke mata bagian yang lebih dalam. Oleh karena itu, kornea harus tetap bening dan bersih agar cahaya dapat diteruskan ke mata bagian dalam. Mata kita dilengkapi air mata yang dikeluarkan oleh kelenjar air mata dan kelopak mata yang menyapu lapisan kornea ini.

2. Aqueous humor

Cairan bening dengan indeks bias 1,336 (dalam The Physic of Music and Color, Gunther menyebutkan 1,3) yang mengisi bagian antara kornea dan lensa. Cairan ini berfungsi sebagai pembias cahaya yang masuk ke mata.

3. Iris

Lapisan yang berada di depan lensa mata yang berwarna. Warna iris biasanya digunakan untuk menunjukkan warna mata seseorang. Jika iris dari mata anda berwarna biru maka orang-orang akan mengatakan anda memiliki mata biru. Iris memiliki fungsi untuk mengatur besar kecilnya lubang pupil. Para ahli mengatakan bahwa mata manusia dapat melihat intensitas cahaya yang tetap yaitu dalam rentang sekitar pangkat 12 dalam besarnya (hampir sama dengan telinga). Fungsi iris mirip dengan ossicle atau rumah siput yang ada pada telinga.

4. Pupil

Disebut juga sebagai Anak Mata merupakan celah bundar yang berada di tengah iris sehingga cahaya dapat masuk ke mata bagian dalam. Pupil manusia memiliki luasan dengan rentang 0.02 sampai 0.3 cm persegi.Luas area ini menyebabkan cahaya yang diterima mata memiliki intensitas relatif konstan sehingga manusia (kita) tidak merasa sakit.

5. Ciliary muscle

Sebagai pengatur fokus lensa agas bayangan selalu jatuh pada retina. Untuk meningkatkan panjang fokus lensa mata,otot siliari harus dalam kondisi rileks (tidak tegang). Lensa seperti ini akan berbentuk seperti lensa cembung yang hampir datar. Proses perubahan fokus lensa oleh otot siliari ini dikenal dengan akomodasi. Akomodasi ini memberikan kita jangkauan dari panjang fokus minimum ke fokus maksimum. Pada penderita miopi, otot siliari pada posisi tegang sehingga fokus lensa mata berada di depan retina. Hal yang sebaliknya berlaku untuk penderita hipermetropi, otot siliari terlalu rileks sehingga menghasilkan fokus terlalu panjang dan banyangan jatuh di depan belakang retina.

6. Lens

Benda bening dalam bola mata yang berbentuk cembung dengan indeks bias 1.4. Lensa bersama kornea membentuk kesatuan seperti sistem lensa gabungan dengan fokus yang dapat berubah.

7. Vitreous humor

Berupa cairan bening dengan indeks bias 1.3 dan terletak di antara lensa dan retina. Beningnya cairan ini tidak membuat cahaya yang telah melalui lensa terhalang menuju ke retina. 

8. Retina

Lapisan terdalam dari dinding bola mata yang berfungsi sebagai layar penerima cahaya. Retina terdiri dari sebuah lapisan dengan dua tipe penerima cahaya (reseptor cahaya) yaitu sel batang dan sel kerucut. Penyebutan batang dan kerucut dikarenakan bentuk dari sel tersebut yang menyerupai batang dan kerucut. Sel tersebut dapat merespon dalam satu impuls saraf untuk setiap foton yang diterima. Impuls saraf tersebut kemudian dikirim kepada serat saraf (saraf optik).

a. Sel Tabung

Dalam mata manusia hanya ada satu tipe sel tabung. Sel tabung ini sensitif terhadap gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang sekitar 500 nm (daerah hijau). Sel tabung lebih sensitif 1000 kali daripada sel kerucut. Hal ini membuat kita untuk mampu melihat pada malam hari dengan kata lain dapat disebut pula penglihatan skotopik. Sel batang membutuhkan waktu cukup lama (sekitar 25 menit) untuk kembali lagi digunakan (recovery time). Sebagai ilustrasinya, satu kali sel ini mengirimkan impuls saraf, mereka membutuhkan waktu 25 menit untuk menerima rangsang kembali. Bahan yang terdapat dalam sel tabung yang peka terhadap rangsang cahaya dinamakan rhodopsin atau ungu visual. Jumlah sel tabung yang ada di dalam mata manusia sekitar 120 juta.

b. Sel Kerucut

Ada 3 tipe yang ada di dalam mata seseorang. Jenis yang pertama adalah sel kerucut dengan puncak sensitifitas panjang gelombang sekitar 440 nm (biru), yang kedua adalah sekitar 520 nm (hijau) dan yang ketiga adalah sekitar 570 nm (orange). Ketiga sel kerucut ini dapat disebut (secara berturut-turut) sel kerucut biru, hijau dan merah. Gen yang terdapat dalam ketiga sel kerucut ini diteliti di Universitas John Hopkins. Sekitar 6 juta sel kerucut berada dalam mata manusia dan terpusat di fovea. Jumlah sel kerucut merah ada sekitar 64%; sel kerucut hijau sekitar 32% dan sel kerucut biru 2% dari total jumlah sel kerucut dalam mata manusia. Dengan adanya sel kerucut, kita dapat melihat pada waktu siang atau disebut juga dengan penglihatan fotopik. Berbeda dengan sel tabung, sel kerucut membutuhkan waktu yang lebih singkat dalam recovery time.

9. Fovea

Daerah dengan dimeter 1 mm dimana sel kerucut terpusat. Banyaknya sel kerucut yang terpusat pada daerah ini membuatnya sangat peka terhadap rangsang cahaya.

10. Choroid

membran hitam yang berfungsi sebagai penerima cahaya.

11. Sclera

Lapisan terluar dari bola mata yang tidak tembus cahaya.

Prinsip untuk dapat melihat

Menurut ahli, untuk dapat melihat benda dapat dibaca di belajar fisika yuk.Untuk dapat melihat sebuah benda, mata kita membutuhkan sesuatu yang disebut cahaya. Sebuah benda akan terlihat ketika benda tersebut memantulkan cahaya dan cahaya tersebut masuk ke dalam mata dan di respon oleh sel tabung dan sel kerucut yang berada pada retina. Jika ada sesuatu yang menutupi masuknya cahaya yang telah dipantulkan oleh benda ke dalam mata atau sebelum sampai ke retina maka kita tidak dapat melihat benda tersebut.