PERKEMBANGAN OTAK PADA FASE AWAL MASA ANAK - pediatrik

1
UPAYA UNTUK MENINGKATKAN PERKEMBANGAN OTAK ANAK
(AN EFFORTS TO INCREASE CHILD’S BRAIN DEVELOPMENT)
Erny, Darto Saharso
Kelompok Studi Neuro-Developmental
Surabaya
Korespondensi:
Dr Erny SpA
Kantor : Bagian IKA RSAL Dr
Ramelan/FKUHT Surabaya
Jalan : Gadung 1 Surabaya
Telp : 031-8404234
Email : ernyprasetyo65@yahoo.com
Prof dr Darto Saharso SpA(K)
Kantor : Bagian Ilmu Kesehatan Anak FK
Unair / RSUD Dr Soetomo
Jalan : Mayjen Prof Dr Moetopo 6-8
Surabaya
Telp : 031-5501693
Email : darto@pediatrik.com
Abstrak :
Kualitas hidup seseorang sangat ditentukan terutama oleh proses perkembangan otak yang dimulai dari konsepsi
hingga usia 3 tahun (Batita). Atas dasar tersebut perlu dilakukan upaya-upaya untuk mengembangkan potensi anak
dengan meningkatkan pengetahuan mengenai perkembangan otak anak, intervensi gizi pada fase dini perkembangan
otak dan stimulasi positif dengan tujuan untuk meningkatkan kematangan emosional dan intelegensi anak. Seperti
pada semua perkembangan sistim organ, perkembangan otak merupakan hasil dari interaksi yang kompleks antara
kode genetik yang kompleks, nutrisi dan berbagai pengalaman yang dialami anak sebelum dan setelah kelahiran.
Kata kunci : tumbuh kembang otak, anak
Abstract
Quality of live very determined especially by process of brain development started from conception till 3 years of age.
Based on this statement, we must do some efforts to develop the child potency by improving knowledge about brain
development, nutrition interfere especially at early phase of brain development and give positive stimulation with the
goal to increased the emotional maturity and increase the child’s intelligence. Like as all of the other organ’s system,
brain development represent the result from complex interaction among complex genetic code, nutrition and various
natural experiences before and postnatal.
Keywords : brain growth and development, children
I. TAHAPAN-TAHAPAN PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN OTAK
Proses perkembangan otak terdiri dari berbagai tahapan yang meliputi induksi neuroektoderm
hingga pembentukan tabung saraf, lipatan cephalic, proliferasi neuron, migrasi, sinaptogenesis
dan pertumbuhan sel-sel penyangga otak

2
Tabel 1. Fase perkembangan otak
3-4 minggu Pembentukan tabung saraf
5-10 minggu Fase prosencephalic, pembentukan hemisfer
8-18 minggu proliferasi neuronal
12-24 minggu Migrasi
>25 minggu Pembentukan sel pendukung
Arborisasi neuron
Sinaptogenesis
Apoptosis
40 minggu Myelinisasi
Neurulisasi Primer dan Sekunder
Neurulisasi adalah fase pembentukan otak dan medula spinalis yang dimulai dari bagian dorsal
embryo. Proses tersebut dibagi menjadi 2 yaitu pembentukan otak dan pembentukan medula
spinalis. 1,3,4,5
Neurulisasi Primer
Neurulisasi primer dimulai dengan terbentuknya tabung saraf pada usia 3-4 minggu
kehamilan. Susunan saraf pusat dibentuk pertama dari bagian dorsal embryo yang mempunyai
bentuk berupa lempeng jaringan yang kemudian mengalami diferensiasi di bagian tengah lapisan
ektoderm. Bagian dasar notochord dan chordal mesoderm akan membentuk lempeng saraf pada
usia kehamilan 18 hari yang dilanjutkan dengan bagian lateral lempeng saraf mengalami
invaginasi dan bagian dorsal menutup hingga membentuk tabung saraf. Selama fase penutupan,
cikal bakal sel neuron mulai diproduksi, dan sel-sel tersebut akan menjadi ganglia radix dorsalis,
ganglia sensoris nervi cranialis, ganglia autonomik, sel Schwann dan sel pia dan arachnoid
(dikenal sebagai malanosit, sel medulla adrenal dan elemen tulang tertentu dari kepala dan
wajah). Tabung saraf akan menjadi susunan saraf pusat. Fusi pertama dari lempeng saraf terjadi
pada bagian medulla bagian bawah pada usia kehamilan 22 hari. Ujung anterior tabung saraf akan
menutup paling lambat pada usia 24 hari kehamilan, dan bagian ujung posterior menutup pada
usia 26 hari kehamilan. Pada bagian posterior, penutupan tabung paling bawah berada pada
ketinggian lumbosacral, dan segmen saraf yang lebih bawah akan dibentuk melalui proses
diferensasi perkembangan selanjutnya. Interaksi antara tabung saraf dengan jaringan mesoderm
sekitarnya akan membentuk dura dan tulang axial misalnya tulang tengkorak dan vertebrae.
Perubahan bentuk lempeng saraf menjadi tabung saraf diatur oleh mekanisme seluler dan
molekuler. Mekanisme seluler yang terpenting adalah fungsi jaringan sitoskeletal mikrotubulus

3
dan mikrofilamen. Dibawah pengaruh kecenderungan pertumbuhan vertikal mikrotubulus, sel-sel
lempeng saraf yang sedang berkembang akan memanjang dan bagian basal akan melebar.
Dibawah pengaruh mikrofilamen, terjadi kecenderungan arah pertumbuhan secara pararel pada
permukaan apikal, bagian apikal sel akan menyempit. Perubahan tersebut akan menekan
permukaan lempeng saraf dan membuat bentukan lipatan saraf yang pada akhirnya akan berubah
menjadi tabung saraf.
Pada mekanisme molekuler, pentingnya peranan permukaan glikoprotein, terutama sel
molekul adesi, yang mempengaruhi identifikasi sel-sel dan menyebabkan terjadinya interaksi
melalui mekanisme adhesi pada matrix ekstraseluler, hal tersebut akan menyebabkan adhesi dari
tepi yang berlawanan dari lipatan saraf.
Neurulisasi sekunder (pembentukan tabung saraf caudal)
Pembentukan tabung saraf bagian caudal misalnya segmen sakral bagian bawah dan
coxygeus, terjadi melalui proses setelah terjadinya proses kanalisasi dan diferensiasi retrogresif.
Kejadian tersebut dikenal dengan neurulisasi tabung saraf sekunder yang terjadi lebih lambat dari
neurulisasi tabung saraf primer dan merupakan hasil perkembangan dari tabung saraf yang
terakhir. Pada usia 28 hingga 32 hari kehamilan, terjadi fusi sel-sel yang belum mengalami
diferensiasi pada bagian kaudal tabung saraf menjadi vakuola. Vacuola-vacuola tersebut akan
menyatu, membesar dan berhubungan dengan kanalis sentralis yang merupakan bagian dari
tabung saraf yang terbentuk dalam proses neurulisasi primer. Proses kanalisasi akan berlanjut
hingga usia 7 minggu kehamilan dan dilanjutkan dengan proses diferensiasi retrogresif. Selama
proses diferensiasi retrogresif sejak usia 7 minggu kehamilan hingga beberapa waktu setelah
lahir, terjadi regresi beberapa massa sel kaudal. Mengingat strukturnya adalah ventrikulus
terminalis, lokasi terutama di konus medularis dan filum terminalis.

4
Gambar 1. fase neurulisasi
Perkembangan prosensefalic
Perkembangan prosensefalic terjadi dari mesoderm prekordal. Waktu puncak adalah
bulan ke dua dan ketiga kehamilan, dengan fase prominen dini pada minggu ke 5 dan 6
kehamilan. Interaksi utama yang terjadi adalah antara mesoderm notokhord-prekhordal dan otak
depan. Interaksi tersebut terjadi didepan ujung rostral embrio; jadi istilah induksi ventral sering
digunakan. Interaksi tersebut mempengaruhi pembentukan permukaan otak depan, adanya
gangguan pada fase perkembangan otak ini sering menyebabkan anomali fasialis. Perkembangan
proensefalon terdiri dari 3 hal yang terjadinya berurutan; pembentukan prosensefalic,
pembentukan celah prosensefalic (cleavage) dan perkembangan garis tengah prosencephalic.
Pembentukan prosencephalic dimulai pada ujung rostral tabung saraf pada akhir bulan pertama
kehamilan dan berlanjut hingga bulan ke dua, segera setelah penutupan bagian anterior tabung
saraf. 4,6 Pembentukan celah prosencephalic mulai aktif terjadi pada minggu ke 5 dan 6 kehamilan
dan meliputi 3 prinsip dasar : (1) horizontal hingga membentuk sepasang vesikel optikus, bulbus
olfaktorius dan tractus (2) transversal untuk memisahkan telecephalon dari diencephalon dan (3)
sagital untuk membentuk bagian dari telencephalon sepasang cerebral hemisphere, ventrikel
lateralis dan basal ganglia. Perkembangan garis tengah prosencephalic terjadi sejak pertengahan
bulan ke 2 kehamilan hingga bulan ke 3 dengan terjadinya penebalan 3 lempeng jaringan yang
penting; dari dorsal ke ventral, merupakan komisura, chiasma dan lempeng hipothalamus.
Dilanjutkan dengan berturut-turut corpus calosum dan septum pelucidum, nervus optikus dan
chiasma dan hipothalamus. Dari bentukan tersebut yang paling menonjol adalah pembentukan

5
corpus calosum yang mulai tampak pada usia 9 minggu; pada usia 12 minggu bentukan corpus
calosum dapat diidentifikasi secara jelas. Dengan pertumbuhan 2 arah yang dimulai dengan
pertemuan genu dan corpus, keseluruhan corpus calosum berkembang (yang pertama genu,
diikuti oleh corpus, splenium dan rostrum) yang sempurna pada usia 20 minggu kehamilan. 7
Perkembangan struktur internal susunan saraf pusat yang kompleks terjadi secara
menakjupkan dan evolusi dimulai setelah bentuk eksternal yang esensial selesai, terdiri dari
proliferasi seluruh komplemen neuron, migrasi neuron menuju tempat yang spesifik di dalam
SSP, proses organisasi untuk menghasilkan sirkuit yang rumit yang berupakan karakteristik otak
manusia dan akhirnya peningkatan kualitas sirkuit dengan pembentukan membran spesifik sistim
neural atau myelin. Peristiwa diatas terjadi mulai dari bulan kedua kehamilan hingga usia dewasa.
Penyimpangan perkembangan neural akan membawa konsekuensi yang penting. 4,6,7
Gambar 2. Usia kehamilan 5-6minggu
Proliferasi neuronal
Hal penting pada fase proliferasi dimulai dari bulan ke 2 dan 4 kehamilan, dengan waktu puncak
secara kuantitatif pada bulan ke 3 dan 4

6
Tabel 2. Proliferasi Neuronal
Periode Puncak
3-4 bulan kehamilan
Peristiwa yang terjadi
Zona Ventrikuler dan subventrikuler merupakan tempat proliferasi
Unit proliferasi diproduksi dengan pembelahan simetris sel stem
Unit proliferasi akan membesar dengan pembelahan asimetris sel stem sebelum fase migrasi
neuronal
Seluruh neuron dan glia dibuat di zona ventrikuler dan subventrikuler yang ada pada
lokasi subependymal disetiap tingkatan perkembangan susunan saraf. Pengetahuan yang sangat
penting sehubungan dengan proliferasi seluler diperoleh dari penelitian mengenai deposisi DNA
otak, dimana DNA merupakan bahan kimia yang berhubungan dengan jumlah sel. Dua fase yang
terjadi pada fase proliferasi adalah: 1. pada usia 2 hingga 4 bulan kehamilan, bersamaan secara
primer dengan proliferasi neuronal dan radial glia secara umum; 2. pada usia 5 bulan kehamilan
hingga >1 tahun post natal, secara primer berkaitan dengan multiplikasi glia. Walaupun
proliferasi neuronal mendominasi fase pertama, pembentukan sebagian sel glia juga sering terjadi
selama periode awal . 4 Proliferasi prekusor glia akan meningkatkan jumlah sel glia secara cepat,
pada akhirnya akan berpengaruh pada proses migrasi neuronal. Tetapi juga dijumpai
pembentukan beberapa neuronal yang terjadi pada usia lebih dari 4 bulan kehamilan, terutama sel
granula cerebelar eksternal. Pada tahap akhir, terjadi proliferasi percabangan vaskuler, sistim
arterial terbentuk lebih dahulu daripada sistim vena, proliferasi tersebut terutama aktif selama
fase proliferasi neuronal. Dimulai dengan terbentuknya pleksus leptomeningeal pembuluh darah;
yang terjadi pada bulan ke 3 kehamilan dengan arah perkembangan secara radial, pada saat
terbentuk tidak bercabang, pada bulan ke 4 kehamilan dan usia selanjutnya akan terbentuk
percabangan arah horisontal. 4,5
Aspek yang mendasar dari proliferasi sel sepanjang dinding tabung saraf dideskripsikan
pertama kali oleh Sauer, 1935. Sel-sel ditepi zona ventrikuler yang menunjukkan aktivitas
replikasi DNA, mengadakan migrasi kearah permukaan lumen dan membagi diri; 2 sel yang
pertama akan migrasi kembali ke tepi zona ventrikuler. Migrasi dari dan kearah yang sama atau
migrasi interkinetik nuklear berulang selama terjadi replikasi DNA dan mitosis sering terjadi di
zona ventrikuler. Pada beberapa bagian otak, sel-sel di zona subventrikuler dapat diidentifikasi.
Sel-sel tersebut membelah tanpa berpindah kembali ke permukaan lumen. Penelitian yang
dilakukan oleh Rakic dkk, zona ventrikuler pertama kali dibentuk pada saat pembentukan neuron
pertama, dan zona subventrikuler merupakan titik awal dari neuron-neuron yang terbentuk

7
selanjutnya dan glia. Pada saat sel dihasilkan dari siktus mitosis dan aktivitas proliferasinya
terhenti, mereka akan mengadakan migrasi masuk ke zona intermediate dalam rangka membentuk
lempeng cortikal. Dapat disimpulkan, pada fase awal proliferasi, sel stem membelah secara
simetris menjadi 2 dengan cara tersebut unit proliferasi sel stem neuronal-glia berkembang.
Proses-proses diatas menentukan jumlah unit proliferasi dalam zona ventrikuler-subventrikuler.
Pada usia kehamilan selanjutnya, jika dibandingkan dengan pertengahan bulan ke dua kehamilan,
jumlah unit proliferasi relatif stabil seperti pada saat sel stem membelah secara asimetris.
Pembelahan secara asimetris menentukan ukuran dari setiap unit proliferasi. Pada fase proliferasi
akan didapatkan perbandingan produksi jumlah sel neronal post mitotik lebih banyak dibanding
dengan sel stem. Rakic menyimpulkan bahwa neuron-neuron yang dihasilkan dari unit proliferasi
mengadakan migrasi bersama dalam lorong untuk membentuk kolumna neuronal korteks cerebri.
Rakic menunjukkan gambaran yang berbeda kinetika proliferasi neuronal pada primata dibanding
dengan spesies dengan neokortikal yang lebih kecil, primata mempunyai durasi siklus sel yang
lebih panjang dan terutama mempunyai periode perkembangan proliferasi neuronal yang lebih
panjang. Hal tersebut karena jumlah unit proliferasi yang dibentuk lebih banyak.
Gambar 3. Usia kehamilan 18 minggu
Migrasi
Migrasi neuronal adalah peristiwa yang terjadi secara berkelanjutan dimana jutaan sel
saraf berpindah dari tempat asal di zona ventrikel-subventrikuler ke tempat yang spesifik di SSP
dan sel-sel tersebut akan menetap sepanjang hidup. Periode puncak migrasi terjadi pada usia 3
hingga 5 bulan kehamilan, walaupun migrasi neuronal sudah dapat dideteksi, pada area tertentu di
cerebrum paling awal terjadi pada bulan ke 2 dan segera setelah bulan ke 5 kehamilan. 8,9

8
Tabel 3 Migrasi Neuronal
Periode puncak
3-5 bulan
Peristiwa utama
Cerebrum
Migrasi radial : korteks cerebri, nuklei profundus
Cerebellum
Migrasi radial : sel purkinje, nukleus dentatus
Migrasi tangensial : eksternal→sel granuler internal
Pengaturan waktu dan arah migrasi yang simultan harus diatur secara ketat, tetapi pemahaman
yang mendalam mengenai mekanisme kontrol migrasi baru saja dapat dijelaskan. 8,10
Dua proses dasar migrasi neuronal
Pola utama migrasi sel primata didefinisikan pertama kali oleh Sidman dan Rakic. Dua
pola dasar migrasi neuronal berupa migrasi kearah radial dan tangensial. Didalam cerebrum,
migrasi radial dari sel-sel yang berasal dari zona ventrikuler dan subventrikuler merupakan
mekanisme utama dalam pembentukan korteks dan struktur nukleus profundus. Didalam
cerebelum, migrasi radial menyebabkan terbentuknya sel purkinje, nukleus dentatus dan nukleus
bagian atas yang lainnya. Migrasi tangensial sel-sel yang berasal dari zona germinal dalam regio
rhombic lip dan migrasi melalui permukaan cerebellum akan membentuk lapisan granular
eksternal. Sel-sel tersebut mengadakan migrasi secara radial kearah dalam dengan tujuan
membentuk lapisan sel granular internal dari korteks cerebellum. Jadi dalam perjalanannya dari
tempat asal sel, sel granuler akan mengalami migrasi baik radial maupun tangensial. 8,11
Migrasi tangensial merupakan perpindahan sel menuju permukaan pial, juga berlangsung
dalam zona ventrikuler dan subventrikel untuk membentu korteks cerebri. Migrasi ke lateral
pararel dengan permukaan pial sering terjadi setelah periode migrasi radial dalam upaya
membentuk kelompok neuronal dalam batang otak dan medula spinalis. 12
Migrasi korteks cerebri
Pada stadium dini, sebelum migrasi sel dapat membentuk lempeng kortikal, sel glia radial
akan menyebar dari permukaan ventrikuler sampai permukaan glia dimana ujung penyebaran
akan membatasi pembentukan membran glia pada permukaan pial. Kelompok sel primitif
pertama akan mengadakan migrasi pertama untuk membentuk bakal lempeng. Lapisan neuron
yang terbentuk sesudahnya terpisah oleh neuron lempeng kortikal yang masuk ke lapisan
superfisial terdekat dengan permukaan pial, dimana akan memproduksi Cajal-Retzius dan
berhubungan dengan neuron-neuron di zona marginal, dan lapisan yang paling dalam, yang akan

9
menjadi neuron subplate. Pembentukan Neuron preplate, Cajal-Retzius dan neuron subplate
merupakan fase yang penting untuk progresi migrasi neuronal. 8
Setelah fase penting pertama penyebaran glial secara radial dan pembentukan preplate
yang merupakan prekusor pembentukan neuron-neuron di zona marginal dan subplate, proses
migrasi neuron untuk membentuk lempeng kortikal dimulai. Diawali dengan sel yang diproduksi
di zona ventrikuler akan bergerak kearah dan kembali (interkinetik nuklear) dan mengadakan
migrasi secara cepat dan bersamaan sepanjang zona intermediate untuk membentuk lempeng
kortikal. Pada stadium selanjutnya, neuron-neuron yang diproduksi di zona subventrikuler akan
bermigrasi kearah zona intermediate tanpa mengadakan hubungan dengan permukaan ventrikuler.
Rakic menunjukkan bahwa sel yang pertama kali bermigrasi akan berada pada posisi terbawah
dalam korteks, sedangkan yang bermigrasi selanjutnya akan berada pada posisi yang lebih atas.
Pada usia kehamilan 20 hingga 24 minggu korteks cerebri sudah mempunyai komplemen neuron
secara penuh. 8
Bagaimana sel yang bermigarsi mengetahui cara untuk mencapai tempatnya masingmasing?
Sel glial radial akan memberi tuntunan untuk migrasi sel neuron yang lebih muda dari
tempat asalnya hingga mencapai lempeng kortikal.
Gambar 4. proses migrasi
Organisasi
Periode organisasi mencapai puncaknya pada bulan ke 5 kehamilan hingga beberapa tahun
setelah lahir. Hal yang didapatkan pada perkembangan utama periode organisasi meliputi : 1.

10
pembentukan dan diferensiasi neuron subplate 2. membentuk bagian tepi yang sesuai,
menentukan arah pengembangan dan melapisi neuron kortikal 3. pengembangan dendrit dan
percabangan axonal 4. pembentukan kontak sinaptik 5. apoptosis dan eliminasi selektif dalam
proses neuronal dan sinaps 6. proliferasi dan diferensiasi glia. 9
Tabel 4 Organisasi
Periode puncak
Bulan ke 5 kehamilan – beberapa tahun setelah lahir
Peristiwa utama
Neuron subplate – pembentukan dan diferensiasi
Laminasi – tepi, arah dan melapisi neuron lempeng kortikal
Pertumbuhan neurit – percabangan dendrit dan axon
Sinaptogenesis
Kematian sel dan eliminasi selektif dari proses neuronal dan dari sinaps
Proliferasi glia dan diferensiasi
Peristiwa-peristiwa dalam organisasi tersebut sangat penting karena sangat berpengaruh dalam
pembentukan jaringan dalam otak dan mempersiapkan fase terakhir yakni myelinisasi.
Neuron subplate
Fungsi neuron subplate dalam proses organisasi cerebral dijelaskan dari penelitian yang
dilakukan oleh Shatz dkk. Sel yang diperlukan untuk membentuk neuron subplate diproduksi di
zona germinative dan mengadakan migrasi ke zona marginal primitif pada usia 7 minggu
kehamilan sebelum terjadi pembentukan dan migrasi neuron-neuron dari lempeng kortikal. Pada
awalnya sel-sel tersebut merupakan bagian dari zona preplate yang memisahkan diri pada usia 10
minggu kehamilan akibat pertumbuhan lempeng kortikal didalam neuron subplate dibawahnya
dan neuron Cajal-Retzius dari zona marginal diatasnya. Neuron subplate secara cepat
mengadakan diferensiasi morfologis dalam bentuk resptor neurotransmiter (GABA, asam amino
eksitatori), neuropeptida dan faktor pertumbuhan (faktor pertumbuhan saraf, neuropeptida
gamma, somatostatin, calbindin). Neuron subplate merupakan pusat pertumbuhan dendrit, sinaps
dan perluasan kolateral axon yang menutupi korteks cerebral, bagian kortikal dan subkortikal
10, 12
lainnya (thalamus, regio kortikal lainnya, corpus callosum)
Fungsi neuron subplate dijabarkan oleh Shatz dkk. Pertama, Neuron subplate akan
mempersiapkan tempat untuk kontak sinaptik dari axon diatasnya yang berasal dari thalamus atau
dan bagian kortikal lainnya. Kedua, Neuron subplate berfungsi untuk menetapkan jaringan
fungsional sinaptik antara aferen dan target kortikal. Jaringan tersebut dapat digunakan pada

11
target neuron kortikal dengan melepaskan neuropeptida atau asam aminoeksitatori pada axon
terminal subplate. Fungsi ketiga akan diarahkan oleh axon subplate yang masuk di cerebral
korteks dari axon ascending kearah target. Tentu saja apabila neuron subplate dieliminasi, serabut
aferent thalamo-cortical yang diperuntukkan untuk cortex yang tidak dapat bergerak ke atas
masuk ke kortex yang tepat dan dan selanjutnya berkembang dalam regio subkortikal. Fungsi
keempat neuron subplate berpengaruh dalam organisasi cerebral kortikal;. Fungsi ke lima
tampaknya dimediasi oleh kolateral axon descending dari neuron subplate; kolateral tersebut
berperan sebagai pendahulu atau penunjuk arah bagi korteks cerebri menuju target subcortikal
misalnya thalamus, corpus calosum, dan tempat-tempat lain dalam korteks. 10
Lapisan neuron subplate pada korteks frontalis mencapai puncaknya pada usia 22 dan 34
minggu kehamilan. Program kematian sel (apoptosis) dari lapisan ini dimulai secara umum pada
bagian akhir trimester ke 3, dan 90% neuron subplate akan menghilang setelah usia 6 bulan post
natal. Terdapat sedikit perbedaan waktu untuk mencapai puncak perkembangan dan regresi
neuron subplate untuk korteks somatosensoris dan visual. Yang jelas, periode saat fungsi neuron
subplate harus dioperasionalkan dalam otak yang sedang berkembang berhubungan secara erat
dengan waktu terjadinya perdarahan periventrikular dan lesi iskemik. Jika lesi tersebut
mengganggu neuron subplate atau kolateral axon ke arah subkortikal atau kortikal, akan terjadi
gangguan fungsi, dan akan berdampak pada perkembangan neuron kortikal dan sistem penting
yang besar. 9,12
Laminasi dan pertumbuhan neurit
Setelah mencapai tepi yang diperlukan, sel neuronal akan menyelubungi neuron kortikal.
Laminasi merupakan bagian akhir proses migarsi neuronal. Laminasi terjadi diantara proses
organisasi kortikal paling awal. Pertumbuhan neurit yang merupakan perkembangan dari dendrit
dan percabangan axon merupakan aktivitas perkembangan yang dominan di dalam korteks
cerebri.
Penelitian awal perkembangan neurit pada korteks cerebri telah dilakukan oleh Conel
lebih dari 6 dekade yang terdahulu, dimana setelah lahir hingga 2 tahun menunjukkan
perkembangan dendrit dan plexus axonal yang sangat progresif, dengan ukuran yang lebih kecil
dan tidak didapatkan peningkatan proporsi dalam jumlah neuron individu. Yang terjadi
bersamaan dengan peningkatan dendrit dan axon adalah elemen sinaptik, perkembangan
neurofibril dan pembesaran retikulum endoplasmik dalam sitoplasma sel. Bahan biokimia yang
berhubungan dengan perubahan tersebut adalah peningkatan jumlah RNA cerebral dan protein
yang berhubungan dengan DNA. Kematangan relatif cepat pada hipokampus, sedangkan di
dalam regio supralimbik akan terjadi proses yang lebih panjang, hal tersebut karena regio tersebut

12
menjadi tempat hubungan yang utama. Perkembangan dendrit pada awalnya terjadi di thalamus
dan batang otak. 10
Perubahan dendrit dapat diperlihatkan pada korteks visual selama trimester III. Terjadi
perkembangan dendrit basalis dan penyebaran secara tangensial dendrit apikal. Perkembangan
dendrit tersebut bersamaan dengan dibentuknya ujung dendrit yang merupakan tempat kontak
sinaps.
Perkembangan diferensiasi dendrit tergantung dari jumlah input aferen dan aktivitas
sinaptik. Jumlah sistim neural yang sedang berkembang sangat penting untuk menciptakan
hubungan antar sel neuron dan merupakan dasar dalam proses organisasi berikutnya. Peran dari
aktivitas fungsional dendrit mempunyai implikasi menentukan efek dari stimulasi lingkungan
selama perkembangan proses organisasi pada masa postnatal. Diferensiasi neuronal utama yang
penting dapat diperlihatkan dalam berbagai faktor-faktor pertumbuhan dan neuropeptida yang
dikeluarkan oleh sel target, atau dikeluarkan sebagai akibat dari hubungan axon terminal.
Peningkatan volume cerebral kortikal terjadi bersamaan dengan perkembangan
perubahan didalam neuron kortikal. Fenomena tersebut terjadi secara cepat pada usia 28-40
minggu setelah konsepsi dan dapat ditunjukkan secara kuantitatif dengan menggunakan MRI
untuk mengukur volume bagian kelabu korteks. 10,12
Perkembangan sinaptik (sinaptogenesis)
Pembentukan sinaps berbeda untuk tiap regio di otak. Jumlah ujung-ujung dendrit yang
merupakan tempat kontak sinaptik, didalam medula retikuler akan meningkat hingga mencapai
puncak pada usia 34-36 minggu kehamilan dan menurun secara cepat setelah lahir. Pada
cerebrum, sinaptik pertama sudah dijumpai pada neuron subplate dan neuron pada zona marginal,
misalnya neuron dari primitif preplate. Pada hipokampus, sinaps didalam regio ini mulai
meningkat pada usia kehamilan 15 dan 16,5 minggu. Penelitian mendapatkan progresi
perkembangan ujung dendrit pada kortex manusia dari bulan ke 5 kehamilan. 8
Tabel 5 Pembentukan sinaps dan eliminasi dalam kortex cerebral manusia
Sinaptik pertama meliputi neuron subplate (misalnya 15-16 minggu fetal hipokampus)
Sinaptogenesis dalam lempeng kortikaal lebih aktif pada masa postnatal
Sebanyak 40% dari sinaps akan tereliminasi pada usia selanjutnya
Pada awalnya dendrit tampak seperti bentukan tipis, hanya memiliki percabangan minimal.
Dalam proses perkembangan selanjutnya terdapat peningkatan jumlah dalam skala besar dengan
peningkatan macam bentuk ujung dendrit. Pada korteks visual, sinaptogenesis akan berjalan cepat

13
antara usia 2 hingga 4 bulan setelah lahir, yang merupakan waktu terpenting untuk
perkembangan fungsi visual. Densitas maksimal dicapai dengan jumlah 40% sinaps. Pada korteks
frontal, perjalanan dari fase pembentukan hingga eliminasi berbeda dari korteks visual; densitas
maksimal akan dicapai pada usia 15 hingga 24 bulan, dan eliminasi sinaps akan mencapai 40%
tetapi membutuhkan waktu eliminasi yang lebih bertahap. Pada korteks prefrontal, eliminasi
sinaps terjadi hingga pertengahan usia dewasa. 7
Pada masa bayi, sel-sel otak (neuron) berhubungan satu dan lainnya dengan perantaraan
50 triliun sinaps, sedangkan pada usia dewasa, densitas sinaps meningkat 10 kali lipat hingga
mencapai jumlah 500 triliun. Pada usia 3 tahun, jumlah hubungan sinaps akan mencapai 1000
triliun, lebih banyak dari jumlah sinaps pada usia dewasa. Jumlah sinaps yang besar tersebut
merupakan hal yang penting untuk menunjang mempertajam kemampuan otak melalui berbagai
pengalaman yang didapatnya.
Faktor-faktor yang menstimulasi pembentukan dan perkembangan sinaps pada otak yang sedang
berkembang adalah pertama, hal-hal yang tidak bergantung dari aktivitas misalnya mekanisme
molekuler yang meliputi penentuan target (targeting), kedua, kejadian yang tergantung dari
aktivitas yang sering terjadi setelah perkembangan reseptor pada neuron target dan pembentukan
aktivitas elektrik. 7,8
Gambar 5. proses sinaptogenesis (dikutip dari : Mauch DH, Nagler K, Schumacher S, Goritz C, Muller EC,
Otto A, et al. CNS Synaptogenesis Promoted by Glia-Deved Cholesterol. Science 2001; 294:1354-57)
Apoptosis dan eliminasi selektif proses neuronal dan sinapsis
Kematian sel dan eliminasi selektif dalam proses neuronal dan sinaps, atau peristiwa
regresi dari perkembangan otak merupakan periode yang sangat penting. Hasil dari penelitian

14
pada berbagai sistim neuronal menunjukkan bahwa setelah pembentukan bahan-bahan neuronal
dengan proses proliferasi dan migrasi yang progresif, kematian sel akan terjadi selanjutnya.
Walaupun terdapat berbagai macam tingkatan diantara regio-regio di otak, dikatakan setengah
dari neuron akan mati sebelum mengalami maturasi. Proses kematian sel diawali dan ditunjang
oleh gen yang spesifik dan produk transkripsi mempunyai kemampuan untuk mengeliminasi
neuron tersebut. Fase akhir yang berurutan dengan kematian sel merupakan masa yang penting
dimana terjadi aktivasi kelompok sistin-protease yang dikenal dengan caspases. Istilah program
kematian sel digunakan untuk menekankan bahwa hal ini merupakan proses perkembangan aktif. 8
Faktor yang mengaktivasi sistim kematian sel tampaknya berhubungan dengan beberapa
cara kompetisi antar neuron hingga dicapai jumlah yang terbatas. Neuron yang hilang tersebut
tampaknya mendukung 2 fungsi utama dalam perkembangan yaitu penambahan jumlah populasi
yang saling berhubungan dari neuron dan eliminasi dari proses atau bahan-bahan yang kurang
baik kualitasnya. Kegagalan kematian sel atau aktivasi yang berlebihan akan menimbulkan
implikasi yang besar untuk perkembangan otak dan fungsi yang terkait.
Proses organisasi neural pada masa mendatang didefinisikan sebagai kejadian regresif
kedua, eliminasi selektif proses neural dan sinapsis. Eliminasi sinaps secara nyata terjadi pada
batang otak yang sedang berkembang dan korteks bayi. Pada usia 3 tahun hingga dekade
berikutnya akan terjadi eliminasi sinaps secara selektif; pada usia 15 tahun, jumlah sinaps akan
menurun hingga setengahnya dan relatif menetap pada usia selanjutnya. Eliminasi sinaps secara
selektif merupakan hal yang esensial untuk membentuk kematangan fungsi otak secara maksimal.
Individu yang memliki sinaps yang berlebihan justru akan mengalami kelainan perilaku atau
kelainan kognisi yang berat. Hal yang serupa, pada penelitian yang dilakukan pada kera
menunjukkan kematangan kemampuan kognisi hanya akan tercapai setelah eliminasi slektif dari
sinaps selesai dilakukan. 8,11
Determinan dari eliminasi selektif proses neuronal dan sinapsis serupa dengan kematian
sel. Aktivasi dari reseptor untuk NMDA tipe glutamat merupakan langkah penting dalam
eliminasi sinaps selama perkembangan, setidaknya dalam cerebelum. Kematian sel dan eliminasi
neuronal dan sinapsis selama periode perkembangan membawa implikasi untuk meningkatkan
kemampuan plastisitas perkembangan otak yang akan menurun jika periode perkembangan otak
telah lengkap. Hal tersebut merupakan kejadian yang bersifat regresif dan berguna jika terjadi
cedera otak dimana proses neuronal dan eliminasi sinaps dapat ditahan jika diperlukan untuk
mempertahankan fungsi. 12

15
Proliferasi dan diferensiasi glia
Proliferasi dan diferensiasi glia merupakan proses yang penting dalam perkembangan
otak; jumlah glia melebihi jumlah neuron dalam SSP. Dalam cerebral korteks manusia, jumlah
glia diperkirakan 1,25 hingga 1 dan merupakan sebagian besar dari tipe sel yang membentuk
bagian putih otak. 1
Tabel 6 Garis keturunan glial dan diferensiasi dalam otak
Gambaran utama
Astrosit dibentuk sebelum oligodendrosit
Glial progenitor merupakan sel-sel ventrikuler-subventrukuler dan glial radial
Proliferasi dari glial progenitor sering terjadi secara lokal (selama dan setelah migrasi) sama
baiknya dengan pada tempat asalnya
Astrosit
Subventrikuler progenitor
Radial glial
Oligodendrosit
Subventrikuler progenitor
Astrosit secara khusus diproduksi sebelum oligodendrosit. Progenitor sel glia merupakan
sel yang berasal dari zona ventrikuler-subventrikuler dan radial glia. Proliferasi glia tidak seperti
neuron, sering bersifat lokal, selama dan setelah migrasi sama baiknya dengan ditempat asalnya.
Radial glia akan memproduksi astrosit dan oligodendrosit. Sel subventrikuler akan menjadi
astrosit dan oligodendrosit. Sel terakhir dari progenitor subventrikuler adalah sel bipotensial
dengan kapasitas mampu berdiferensiasi menjadi sel oligodendroglial atau astrosit. 9
Astrosit berperan sebagai sumber nutrisi yang kompleks dan pendukung dalam
menciptakan keseimbangan neuronal dan didalam reaksi terhadap gangguan metabolik dan
struktural. Astrosit akan mengambil glutamat secara berlebihan dan merubahnya menjadi
glutamin dengan melalui proses yang menggunakan enzym yang spesifik; perpindahan glutamat
dari ruang ekstra sel merupakan hal yang krusial untuk proteksi terhadap cedera eksitotoksik yang
merupakan akibat dari cedera, kejang atau hipoglikemia. Astrosit dibuat di zona germinatif,
setelah migrasi neuron menuju lapisan kortikal bagian dalam, selanjutnya akan mengadakan
migrasi ke korteks superfisial, hal tersebut penting untuk perkembangan normal dari neuron pada
lapisan korteks pada bagian teratas. Proliferasi oligodendroglia dan diferensiasi penting untuk
proses myelinisasi. 11

16
Myelinisasi
Myelinisasi adalah suatu proses pembentukana membran myelin sepanjang axon. Periode
myelinisasi terjadi dalam waktu yang panjang, dimulai pada trimester II dan berlanjut hingga usia
dewasa. Myelinisasi pada belahan otak merupakan proses yang sangat cepat yang terjadi setelah
lahir. Proses myelinisasi dimulai dengan proliferasi oligodendroglia yang akan memanjang sesuai
dengan tepi axon. Membran plasma oligodendroglia akan berubah menjadi membran myelin SSP.
Proses myelinisasi terdiri dari 2 fase: pertama proliferasi oligodendroglia dan diferensiasi, dan
kedua terjadi penumpukan myelin sepanjang axon. 9
Gambar 6. proses myelinisasi (dikutip dari : Weidenheim KM, Kress Y, Epshteyn I, Rashbaum WK,
Lyman WD. Early Myelination in the Human fetal Lumbosacral Spinal Cord: Characterization by Light
and Electron Microscopy. J Neuropathol Exp Neurol 1992; 51:142-9)
Perkembangan oligodendroglia
Perkembangan oligodendroglia terdiri dari 4 stadium dasar, pertama, progenitor
oligodendroglia akan berubah menjadi preoligodendrosit, oligodendrosit imatur lalu menjadi
oligodendrosit matur. Progentor berasal dari zona ventrikuler-subventriculer yang mengalami
proliferasi dan progenitor berupa sel bipolar, yang merupakan sel migrans yang mengalami
mitosis aktif yang dikenal oleh antibodi monoklonal A2B5 dan NG2. Progenitor A2B5
diproduksi pada beberapa bulan terakhir kehamilan dan pada periode postnatal dini. Proses
diferensiasi oligodendroglia menjadi preoligodendrosit, yang merupakan sel multipolar dikenali
oleh antibodi monoklonal untuk sulfatide (O4). Gelombang migrasi sel-sel tersebut secara
anatomi berhubungan dengan periventrikuler yang tampak dengan pemeriksaan MRI pada bayi
prematur. O4 preoligodendrosit kemudian berdiferensiasi menjadi oligodendrosit imatur post
mitotik yang merupakan sel multipolar yang dikenali oleh antibodi monoklonal terhadap
galaktocebroside (O1). Pada trimester ke 3 kehamilan sel-sel tersebut dapat diamati
perkembangannya yang tampak berupa garis tegas yang meluas menyelimuti sepanjang axon.

17
Proses tersebut diikuti dengan diferensiasi menjadi oligodendrosit matur, yang merupakan sel
multipolar dengan membran dan dikenali dengan antibodi untuk myelin basic protein dan protein
proteolipid. 13
Determinan molekuler pada proses ini adalah berbagai faktor pertumbuhan, hormon dan
sitokin. Molekul tersebut termasuk basic fibroblast growth factors (bFGF), neurotropin-3 (NT3),
platelet-derived growth factors (PDGF), insulin-like growth factor (IGF-1), neuregulin, anggota
IL-6 dan hormone tyroid. 9
Program kematian sel merupakan gambaran yang penting dalam perkembangan
oligodendroglia, seperti pada neuron. Data penelitian menunjukkan apoptosis oligodendroglia
mencapai 50% dalam proses perkembangannya. 13,14
Myelinisasi pada regio otak manusia
Myelinisasi dimulai dari sistem saraf perifer, dimana sistim saraf motorik mengalami
myelinisasi sebelum sistim saraf sensoris. Segera kelahiran, myelin tampak pada batang otak dan
cerebelum dimana komponen terbesarnya menyelimuti sistim sensoris dan motoris. Sedangkan
myelinisasi pada SSP mempunyai tendensi untuk mendahulukan sistim saraf motorik. Myelinisasi
pada hemisfer cerebral, terutama pada regio yang mengatur fungsi luhur dan perbedaan sensoris,
sering sudah siap segera setelah lahir dan berlanjut pada dekade berikutnya. 4,5
4 aturan utama yang secara umum mengatur myelinisasi pada manusia : 1. jalur proximal
mengalami myelinisasi sebelum jalur distal 2. jalur saraf sensoris mengalami myelinisasi sebelum
jalur motorik 3. jalur proyeksi mengalami myelinisasi sebelum jalur yang berhubungan dengan
cerebral 4. lokasi sentral cerebral mengalami myelinisasi sebelum ujung cerebral 5. kutub
oksipital mengalami myelinisasi sebelum bagian frontotemporal. Secara umum perubahan cepat
dalam myelinisasi terjadi pada 8 bulan pertama post natal. 5
7 minggu 14 minggu 5 bulan 9 bulan
Gambar 7. Perkembangan otak

18
II. PERANAN GIZI UNTUK MENGOPTIMALKAN PERKEMBANGAN OTAK BAYI
Gizi yang terdiri dari berbagai komponen primer termasuk didalamnya protein dengan
kandungan asam aminonya, baik yang esensial maupun non-esensial, sumber kalori berupa
karbohidrat ataupun lemak, vitamin, dan mineral merupakan salah satu faktor utama yang
berperan dalam pertumbuhan dan perkembangan otak. Zat gizi yang dibutuhkan harus tersedia
secara tepat baik kualitas maupun kuantitasnya. Kekurangan gizi pada masa tumbuh-kembang ini
dapat menimbulkan kelainan yang bersifat ireversibel, artinya tidak dapat diperbaiki lagi setelah
masa kritis tersebut teratasi. 14
a. Peran Docosahexaenoic acid (DHA) dan Arachidonic Acid (AA)
Lipida merupakan komponen utama penyusun otak yang terdiri dari kolesterol dan
fosfolipid yang kaya asam lemak rantai panjang. Asam lemak rantai panjang yang paling banyak
didapatkan dalam fosfolipid otak adalah Arachidonic Acid (AA) dan Docosahexaenoic Acid
(DHA). 60% struktur otak terdiri dari lipida. Pada periode tumbuh-kembang otak, kandungan AA
dan DHA meningkat pada membran sel saraf. Dengan adanya fakta ini diduga AA dan DHA
berperan penting dalam proses tumbuh-kembang otak, terutama pada saat otak tumbuh dengan
cepat, yaitu pada trimester ketiga kehamilan hingga usia 2-3 tahun. 16
Dalam jaringan otak, terutama dalam bagian kelabu mempunyai kandungan DHA yang
tinggi dibandingan dengan bagian putih atau myelin. Dalam neuron, AA dan DHA berperan
sebagai bagian struktural non-myelin dari membran neuron, yaitu AA terdistribusi di fosfolipid
membran sekeliling badan sel, sedangkan DHA sangat banyak didapatkan di membran

19
presinaptik. Selama pertumbuhan otak, neuron berdiferensiasi membentuk akson dan dendrit
yang akan diakhiri dengan pertumbuhan growth cones. Proses perpanjangan akson dan
transformasi membutuhkan komposisi asam lemak, khususnya AA dan DHA. 16
Uestad dan Innis (2000) menemukan bahwa DHA berperan pada membran growth cones.
Pada saat cadangan DHA sangat terbatas, membran sel neuron menjadi prioritas utama dalam
perkembangan sel, diikuti perpanjangan akson dan growth cone, pada akhirnya sangat membantu
dalam transfer impuls antar jaringan.. AA dalam membran neuron berperan sebagai modulator
untuk mengontrol pelepasan dan penyerapan kembali neurotransmiter serta transmisi sinaptik.
AA dan DHA berperan penting dalam pengaturan neurotransmiter dalam sistem impuls saraf dan
pertumbuhan neuron khususnya growth cone dan sinaptogenesis. 16,18
Retina mamalia mempunyai DHA dalam konsentrasi tinggi. DHA terdapat pada bagian
luar lapisan fosfolipid sel Rod. DHA diperlukan untuk fungsi normal retina. Fungsi DHA pada
retina berhubungan dengan interaksi protein fotoaktif Rhodopsin dengan DHA. Juga ditemukan
adanya lapisan ganda fosfolipid kaya akan DHA, mempunyai kadar cairan yang tinggi sehingga
mempunyai kemungkinan yang lebih besar untuk berikatan dan meningkatkan permeabilitas,
dimana merupakan karakteristik yang penting dalam fungsi normal sel fotoreseptor. 19
Suplementasi AA dan DHA
Tingginya kebutuhan AA dan DHA untuk tumbuh-kembang otak janin ditunjukkan
dengan peningkatan AA dan DHA pada plasma ibu hamil mencapai 23% s/d 52% selama
kehamilan. Semakin tua usia kehamilan semakin tinggi kadar AA dan DHA pada tali pusat, hal
ini menunjukkan bahwa semakin tua usia janin dalam kandungan semakin tinggi kebutuhan AA
dan DHA. Tingginya kebutuhan janin menuntut suplai dari plasma ibu melalui transfer tali pusat.
Konsentrasi AA dan DHA ibu cenderung menetap sejak usia 26 minggu kehamilan. Tetapi pada
ibu yang tidak mendapat nutrisi yang memadai akan menyebabkan turunnya kadar AA dan DHA
dalam plasma dan dengan sendirinya jumlah yang ditransfer melalui tali pusat juga mengalami
penurunan. Kadar AA dan DHA baru dapat kembali normal setelah 32 minggu pasca kelahiran.
Diperkirakan transfer DHA dari ibu ke janin dapat mencapai 4 g/hari dengan laju aliran darah ke
janin 110 ml/menit/kg berat badan. 20
Houwelingen AC et al (1995) meneliti pengaruh suplementasi minyak ikan pada ibu
hamil terhadap pertumbuhan otak janin. Penelitian dilakukan dengan memberikan 2.7 gram
minyak ikan/hari sejak hamil 30 minggu sampai lahir. Kemudian penelitian tersebut dilanjutkan
dengan meneliti pengaruh pemberian produk pangan kaya asam linoleat (Omega-6) 10 gram/hari
dari umur kehamilan 20 minggu sampai lahir. Hasil kedua penelitian tersebut menunjukan bahwa

20
suplementasi Omega-6 (Linoleic Acid Study) dapat meningkatkan konsentrasi Omega-6 tapi
menurunkan konsentrasi Omega-3. Sebaliknya suplementasi Omega-3 dapat meningkatkan
konsentrasi Omega-3 tapi menurunkan Omega-6. suplementasi long-chain polyunsaturated fatty
acids (LC-PUFA) + ∝-asam linolenik pada ibunya yang sedang hamil akan berpengaruh positip
pada pertumbuhan janin, namun kalau hanya diberikan asam linolenik maka pertumbuhan
lingkaran kepalanya berbanding terbalik, diperkirakan karena dengan hanya pemberian asam
linolenik justru akan menghambat pembentukan DHA yang akhirnya dapat menghambat
pertumbuhan otak. 21
Pentingnya peranan Omega-3/DHA untuk tumbuh-kembang bayi ditunjukkan dengan
kandungan DHA pada ASI (0.2-0.4% asam lemak). Kadar AA dan DHA pada air susu ibu cukup
tinggi, tetapi tidak semua PASI mempunyai kandungan AA dan DHA dalam konsentrasi yang
diperlukan untuk tumbuh kembang otak bayi. Dengan adanya kenyataan bahwa AA dan DHA
merupakan komponen penting dari asam lemak di otak, maka pemberian AA dan DHA pada
formula terutama bagi bayi prematur akan sangat bermanfaat dalam pertumbuhan otaknya.
Kandungan DHA di dalam ASI dipengaruhi oleh kualitas makanan ibu. Pada penelitian
yang membandingkan pengaruh suplementasi DHA pada ibu menyusui dengan 4 perlakuan,
yaitu: pemberian alga, telur omega-3, minyak ikan dan tanpa suplementasi menunjukkan hasil
bahwa suplementasi DHA secara nyata meningkatkan konsentrasi DHA pada plasma ibu, terdapat
hubungan yang bermakna antara konsentrasi DHA plasma ibu dengan konsentrasi DHA pada
ASI, konsentrasi DHA ASI berhubungan erat dengan konsentrasi DHA bayi. 22
Bayi yang mengkonsumsi ASI atau formula yang mengandung AA dan DHA akan
menunjukkan developmental quotient (DQ) yang lebih tinggi, kemampuan memecahkan masalah
yang lebih baik, kadar AA dan DHA di dalam plasma dan fosfolipid eritrosit juga lebih tinggi
tetapi penilaian fungsi kognitif kedua kelompok pada usia 2 tahun tidak menunjukkan perbedaan
23, 24
jika dibandingkan dengan bayi yang mengkonsumsi formula tanpa AA dan DHA.
Penelitian membandingkan bayi ASI dengan bayi susu formula yang diberi linoleic acid
(LNA), setelah 6,5 minggu perlakuan, kandungan DHA pada bayi dengan susu formula nyata
menurun dibanding bayi ASI. DHA-PE (DHA pada Phosphatidylethanolamie) dan DHA-PC
(DHA pada Phosphatidylcholine Erythrocyte) pada bayi yang mendapat ASI meningkat
sedangkan pada bayi yang mendapat formula menurun. Kesimpulan yang diambil dari penelitian
ini adalah LNA bukan sumber terbaik bagi pembentukan DHA. Hal tersebut karena pada bayi
terutama pada usia kurang dari 4 bulan belum dapat merubah LNA menjadi DHA karena
keterbatasan untuk melakukan desaturasi dan elongisasi LNA menjadi DHA (Carlson,1992).
Pedoman suplementasi LC PUFA pada susu formula bayi berdasarkan pada kebutuhan asam
lemak esensial pada bayi prematur 4-5% dari total kalori, sampai 12% atau setara dengan 0,6-0,8

21
g/kg/hari dengan batas tertinggi 1,5 g/kg/hari masih dianggap aman. Dengan komposisi Asam
lemak sebesar 0,5-0,7 g/kg/hari dan 40-60 mg/kg/hari dalam bentuk AA dan n-3 sebesar 70-150
mg/kg/hari, 35-75 mg/kg/hari dalam bentuk DHA dengan perbandingan n-6:n-3 harus dijaga
antara 4:1 – 10:1, sedangkan rasio AA:DHA berkisar antara 1:1 sampai 2:1, Jumlah asam lemak
tidak boleh melebihi 12% dari total energi yang dibutuhan. 27-29
Suplementasi AA dan DHA pada formula bayi lanjutan atau pada makanan perlu
dipertimbangkan masak-masak. karena anak-anak sudah dapat mensintesa AA maupun DHA dari
LC-PUFA sesuai dengan kebutuhannya. Sedangkan pemberian DHA yang berlebihan dapat
menekan proses pembentukan AA, menekan aktifitas ensim siklooksigenase yang memfasilitasi
pembentukan prostaglandin PGH 2 dan PGH 3 dari AA, sehingga dapat menghambat pembentukan
prostaglandin berikut tromboksan dan leukotrin, dan menyebabkan terhambatnya respons
terhadap proses keradangan khususnya pada pelepasan interleukin-1 dan TNF, memanjangnya
masa perdarahan, menurunnya renin yang turut dalam pengontrolan fungsi ginjal. 25-30
Gambar 9. Proses perubahan DHA dan AA (Dikutip dari : Hornstra G. Essential Fatty Acids in Mothers
and their Neonates. Am J Clin Nutr 2000; 71(Suppl):1262s-9s)
b. Zat Besi
Zat besi mempunyai peran yang penting dalam banyak hal. Merupakana nutrient yang
penting dengan batas rasio terapeutik-toksik yang sangat sempit. Baik keadaan defisiensi maupun

22
kelebihan mempunyai potensial besar untuk menimbulkan efek yang sangat berbahaya, meliputi
gangguan pertumbuhan dan perkembangan organ, terutama gangguan neurologis. 31
Sel Oligodendroglia sangat kaya akan zat besi, dimana fungsi oligodendroglia dalam
membentuk selubung myelin di dalam medula spinalis dipengaruhi oleh kadar zat besi di
dalamnya. Kadar zat besi di dalam tubuh sangat tinggi pada awal kelahiran namun akan menurun
dengan drastis sampai usia 2 minggu. Kemudian secara perlahan-lahan akan meningkat kembali
menuju kadar normal dan pada usia 3 minggu kadar zat besi di dalam tubuh mencapai jumlah
50% dari zat besi pada tubuh orang dewasa. 31,32
Zat besi diabsorpsi dari usus halus dan segera berikatan dengan globulin, transferin dan
masuk ke dalam plasma. Besi berikatan lemah dengan molekul globulin dan akibatnya dapat
dilepaskan ke setiap jaringan dalam tubuh. Kelebihan zat besi dalam darah ditimbun dalam sel
hati dan berikatan dengan protein apoferitin untuk membentuk feritin. Zat besi hampir seluruhnya
diabsorpsi dalam usus halus bagian atas terutama duodenum, dan mekanisme absorpsi aktif ini
belum diketahui dengan pasti. 31
Peranan Zat Besi Dalam Pertumbuhan dan Perkembangan Otak
Transpor zat besi (Fe) dalam metabolis besi di otak dapat melalui dua jalur, yaitu: jalur
transferin dan jalur non-transferin. Jalur Transferin merupakan jalur utama untuk transpor besi
masuk ke membran luminal dari blood brain barrier. Transferin di sintesis di dalam
oligodendrosit atau sel epitel dari pleksus koronoideus. Transferin-Fe ditangkap oleh sel
endothelial melalui reseptor yang disebut apo-transferin. Kemudian Fe lepas dari transferin dan
masuk ke cairan intraseluler, mekanisme pelepasan Fe dari transferin masih belum jelas. Nontranssferin
binding iron merupakan mekanisme yang bertanggung jawab atas tingginya kadar Fe
dalam otak ataupun cairan serebrospinal pada kadar transferin yang rendah. Divalent Metal
Transporter (DMT1) didapatkan pada sel epitel koroid dan berperan didalam transpor Fe ke
dalam otak melalui jalur non-transferin. Disamping DMT1, melanotransferin (p97) yang terdapat
di endotel pembuluh darah otak dan sel mikroglia juga berperan. 33
Metabolisme zat besi dalam otak dimulai pada trimester ke-3 kehamilan. Zat besi ini
didistribusikan pada sel oligodendroglia, globus palidus, substansia nigra, nukleus dentatus.
Implikasi neurologis pada keadaan defisiensi awal adalah pada fetus dan neonatus akan terjadi
penurunan hingga habisnya cadangan besi diotak sebelum eritrosit. Keadaan defisiensi zat besi
antara 6 hingga 24 bulan akan menyebabkan keterlambatan motorik dan kognisi selama masa
defisiensi, keterlambatan kognisi persisten selama 10 hingga 12 tahun setelah kekurangan zat
besi, dan abnormalitas elektrofisiologi yang menggambarkan gangguan myelinasi atau penurunan
efisiensi sinaptik. Populasi yang mempunyai resiko untuk mengalami deisiensi besi akan

23
mempunyai gambaran elektrofisiologi dari gangguan untuk mengingat sesuatu. Derajat kelainan
berhubungan dengan derajat defisiensi. Pada penelitian anatomis, defisiensi besi pada masa
perkembangan otak akan menimbulkan dampak abnormalitas hipokampus dan fungsi striatal
yang akan menyebabkan gangguan perilaku, hypomyelinisasi, gangguan metabolisme monoamin
(dopamin), kelebihan glutamat, gangguan pembentukan dendrit. Dilain sisi, adanya kadar zat besi
yang berlebihan juga membawa dampak neurologis yang berbahaya, memanjangnya keadaan
hipoksia dan iskemia setelah asphyxia atau trauma perfusi, penumpukan besi di otak yang terjadi
setelah terjadinya hipoksemia dan iskemia serta sistim transport zat besi di otak dan intestine akan
rusak dan sangat sulit diatur. Penumpukan zat besi yang berlebihan di dalam otak didapatkan
pada beberapa kelainan degeneratif, seperti Parkinson dan Alzheimer Disease. Peningkatan kadar
zat besi pada Parkinson dan Alzheimer Disease terjadi oleh karena peningkatan dari reseptor besi,
yaitu DMT1 pada Parkinson dan p97 pada Alzheimer Disease. Kadar zat besi yang meningkat di
dalam ganglia basalis terutama pada daerah kauda dan putamen, pada penderita Alzheimer
disease. Penyakit Parkinson disebabkan oleh adanya degenerasi spesifik dopamin otak pada area
kompakta dari substansia nigra, dimana proses degenerasi ini disebabkan oleh adanya akumulasi
32, 34
zat besi di daerah tersebut.

Gambar 10. Fe dan perkembangan otak
24

25
Tabel 7. 12 nutrient yang penting untuk perkembangan otak
Nutrient Fungsi Sumber makanan
Vit A
(beta karoten)
Membantu otak untuk membangun protein
dan DNA
Hati sapi, susu, wortel,
apricot, mangga, telur
Thiamin (B1)
Membantu otak untuk memproses energi
dari glukose dan protein. Membantu
transmisi sistim saraf ke target organ
Hati sapi, nasi, roti, cereal
Riboflavin (B2)
Niacin
Pyridoxin (B6)
Asam folat
Vit C
Fe
Magnesium
Memelihara substansi yang melindungi saraf
dan membantu konduksi untuk penyaluran
impuls saraf dan merupakan energi untuk
otak
Membantu otak untuk memproduksi bahan
kimia dan asam esensial dalam upaya
membentuk protein
Membantu otak untuk memproduksi bahan
kimia dan asam esensial dalam upaya
membentuk protein, berperan dal;am
acetilcholin metabolisme
Membantu membentuk RNA dan DNA,
bagian terpenting dari asam nukleat dan
proses penyimpanan memori jangka pendek
Membantu tubuh untuk memakai protein,
memperbaiki penyerapan Fe yang
dibutuhkan oleh otak
Membantu tubuh mengolah nutrient yang
dibutuhkan untuk aktivitas otak dan
membantu membentuk neurotransmiter dan
DNA
Hati sapi, keju, susu non fat,
nasi, cereal
Salmon, tuna, daging merah,
kacang, nasi, cereal yang
difortifikasi
Ayam, ikan, babi, hati sapi,
almond
Bayam, jus jeruk, apokat,
kacang hijau, hati ayam,
kacang, almond
Jus jeruk, pepaya, strawberi,
brokoli, tomat
Hati sapi, kismis, bayam,
cereal yang difortifikasi
dengan Fe

26
Kalium
Membantu otak untuk mengolah energi dari
nutrient
Cereal, nasi, gandum, almond,
kacang hitam
Seng
Diperlukan untuk menstabilkan kadar
normal neurotransmiter
Apricot, apokat, madu, kiwi,
jeruk, strawberi, kentang,
tomat, sayur
Chromium
Diperlukan dalam setiap reaksi enzym di
dalam otak. Membantu membentuk RNA,
DNA dan protein, membantu menyediakan
energi dari glukose dan protein
Daging merah, hati sapi,
kepiting, kacang kedelai,
cereal
Sialic acid
Penting untuk metabolisme glukosa. Otak
adalah organ yang membutuhkan glukosa
sebagai sumber energi
Daging merah, seluruh cereal,
margarin
Vit E
banyak terkandung di dalam sel
oligodendroglia dan berperan penting dalam
pembentukan membran sel otak.
berperan di dalam pembentukan struktur dan
proses pengantaran sinaps
memperbaiki kemampuan belajar. Carlson,
House (1985)
Choline
proteksi terhadap radikal bebas untuk
menghindari kerusakan otak
membantu proses myelinisasi
Telut, tomat, sayur
untuk pembentukan acetilkolin
memperbaiki daya ingat
Kuning telur, kacang kedelai,
kacang, daging
(Dikutip dari : Lipson E. continuing education module:. Brain Nutrient. New Hope Institute Natural Media,
December 1999)

27
III. PERANAN STIMULASI UNTUK PERKEMBANGAN OTAK BAYI
Otak bayi memiliki kemampuan yang besar untuk berkembang pesat. Jika anak
mempunyai minat dan mempunyai kesempatan yang cukup untuk bereksperimen mereka akan
belajar hal baru dengan lebih cepat dibanding dengan anak yang lebih besar atau orang dewasa.
Otak berfungsi maksimal dengan menyerap semua informasi dan rangsangan terutama pada usia
3 tahun pertama, proses ini akan berlanjut pada usia-usia berikutnya hingga usia 12 tahun.
Dengan stimulasi yang optimal pada semua panca indera dan diberinya kesempatan anak untuk
bereksplorasi akan menyebabkan optimalisasi pertumbuhan otak apalagi dengan dasar tumbuh
kembang otak pada masa janin yang tidak mengalami interupsi dan dukungan nutrisi yang
memadai. 35
Struktur dan fungsi otak anak tidak hanya dipengaruhi oleh faktor genetik saja tetapi juga
oleh pengalaman yang dilaluinya. Pada saat faktor genetik membuat program tipe tertentu untuk
menentukan hubungan-hubungan sel saraf, faktor pengalaman juga membuat program dan
membuat program ulangan. Pengaruh relatif dari faktor genetik dan faktor pengalaman dapat
berbeda tergantung dari tipe fungsi yang diprogram, misalnya bagian otak yang pengatur pusat
pernafasan dan detak jantung secara relatif bekerja lebih berat pada saat lahir, sedangkan fungsi
kortikal tertinggi yang mengontrol kedua fungsi tersebut akan berubah dan dimodifikasi sesuai
dengan kebutuhan berdasarkan pengalaman yang didapat oleh individu. Pemahaman yang terbaru
mengenai perkembangan otak menunjukkan bahwa otak manusia bersifat lentur seperti plastik
dan dapat dibentuk dalam perkembangannya dan dipelihara oleh sinaps yang pembentukannya
berdasarkan kebutuhan dan tidak dibatasi oleh hal-hal sebelumnya. 3
Perkembangan dan eliminasi sinaps di otak tergantung dari pengalaman seseorang.
Pengalaman merupakan aktivitas stimulasi pada regio tertentu di otak yang akan memfasilitasi
perkembangan sinaps di regio tersebut, jadi dapat dikatakan sinaps akan terbentuk berdasarkan
kebutuhan. Pada saat sebelum lahir, terjadi pembentukan neuron yang terjadi secara berkelanjutan
dan spontan pada otak yang masih imatur, aktivitas neuron tersebut dikatakan akan menstimulasi
pembentukan sinaps. 3 Hal tersebut menekankan bahwa aktivitas neuron secara spontan akan
mendukung pembentukan sinaps yang proporsional dan hal tersebut dikontrol oleh faktor
genetik.; hal tersebut memastikan bahwa jumlah sinaps yang memadai sudah terbentuk selama
kehamilan dan pada masa dini kehidupan dimana pada saat itu belum banyak terpapar oleh
stimulus eksternal.
Otak janin mempunyai kapabilitas untuk belajar. Pada satu eksperimen di Belfast,
Irlandia Utara, bayi dengan ibu yang rutin mendengar musik selama kehamilan akan memiliki
respon yang sangat baik terhadap musik pada usia beberapa hari setelah lahir. 12 Setelah lahir,
aktivitas neural akan terjadi spontan dan dengan bertambahnya usia, sinaptogenesis yang

28
didukung oleh stimuli eksternal akan meningkat pesat. Respon otak terhadap stimulus eksternal
dikenal sebagai aktivitas neural yang dikendalikan oleh fungsi sensoris. Neuron yang diaktivasi
oleh stimulus tertentu banyak berperan dalam hal menerima, mengolah dan mengeluarkan respon
terhadap stimus tersebut, karena neuron yang diaktivasi tersebut pada saat yang bersamaan akan
berhubungan dengan neuron lainnya maka akan terbentuk suatu jaringan atau sirkuit dalam otak
yang terorganisasi secara baik. 3
Otak anak akan berubah melalui pengalaman yang didapatinya
Pada penelitian neurobiologi dengan hewan coba menemukan jumlah dan macam
stimulasi lingkungan mempunyai dampak pada perkembangan fisik otak. Individu yang
berkembang lebih baik dalam lingkungan yang baik ternyata mempunyai densitas sinaps 30%
lebih banyak pada korteks cerebri dibandingkan dengan yang berada di lingkungan yang kurang
baik. 3 Dampak yang baik berupa peningkatan kemampuan untuk menyelesaikan masalah
berdasarkan stimulus visual yang diterimanya.
Dalam perkembangan sinaps, stimulasi eksternal akan menentukan macam sinaps yang
akan menetap dan tidak akan tereliminasi pada usia 3 tahun. Kitten menyatakan stimulasi visual
yang sangat kurang pada satu mata pada awal kelahiran akan menghilangkan kemampuan visual
pada mata tersebut secara permanen. Dengan penelitian ini dapat disimpulkan bahwa regio otak
manusia merupakan pusat persepsi visual tidak pernah berkembang karena mata tersebut tidak
pernah digunakan. Dengan alasan yang sama, anak usia kurang dari 18 bulan yang menderita
katarak yang tidak dikoreksi akan kehilangan kemampuan melihat secara bermakna dan bersifat
permanen, dan jangka waktu tidak digunakannya mata berhubungan secara langsung dengan
potensi ketajaman visual pada saat koreksi dilakukan dan saat pengelihatan dipulihkan.
Fakta yang menunjukkan perkembangan sinaps berdasarkan kebutuhan menunjukkan
bahwa otak adalah organ yang adaptif, dimana organisasi fisiknya akan meningkat dengan
stimulasi lingkungan. Pada hal ini dikatakan, pembelajaran merupakan proses dimana otak
manusia akan menunjukkan respon yang adaptif terhadap stimulus lingkungan. Isolasi terhadap
lingkungan yang dikerjakan sejak usia dini mempunyai dampak yang sangat buruk dalam
perkembangan otak anak. Penelitian menunjukkan timbulnya semua gejala gangguan
perkembangan yang berat pada anak yang tinggal dipanti. Anak yang diadopsi pada usia < 6
bulan mempunyai kemampuan untuk mengejar hampir seluruh keterlambatan fisik dan kognisi.
Sedangkan anak yang diadopsi pada usia >6bulan akan menunjukkan keterlambatan kemampuan
untuk mengejar ketinggalannya, mempunyai skoring kognisi yang lebih rendah dan gangguan
perkembangan secara menyeluruh jika dibandingkan dengan anak-anak yang diadopsi pada usia
yang lebih dini. Penelitian tersebut menekankan bahwa otak manusia mempunyai kapasitas yang

29
besar untuk belajar dan pulih tetapi hilangnya interaksi sosial yang berat dapat menyebabkan
konsekusi yang buruk secara permanen untuk anak. 35
Tetapi pemberian stimulasi yang berlebihan juga tidak dianjurkan walaupun dengan
tujuan agar anak akan mempunyai kemampuan otak yang lebih baik. Pada saat ini, tidak ada data
empiris yang mendukung bahwa pemberian stimulasi yang berlebihan pada otak yang sedang
berkembang akan memberi efek yang menguntungkan dalam hal ini adalah pertumbuhan otak
atau hubungan sinaptik.
Waktu pemberian stimulasi
Pada awal kehidupan, regio-regio di otak, terutama yang berhubungan dengan
kemampuan atau perilaku akan berhubungan dengan regio lain. Pada saat lahir, batang otak yang
merupakan bagian yang terletak pada lokasi terendah dari otak merupakan pusat detak jantung
dan pengaturan suhu tubuh akan meningkat dan stabil dalam waktu singkat karena merupakan
bagian terpenting untuk menunjang kehidupan. Sesudah itu, regio lainnya yang berhubungan
dengan kapasitas perkembangan emosional dan motorik sensorik mulai berkembang dengan
dikendalikan oleh pengaruh genetik dan lingkungan. Karena regio-regio di otak berkembang
dalam waktu yang berbeda, stimulasi eksternal akan memfasilitasi perkembangan setiap regio
selama periode perkembangan otak. 1,2 Periode perkembangan otak dibagi menjadi periode
singkat, yang dikenal dengan periode kritis dan periode panjang atau periode sensitif dimana
merupakan waktu dimulainya perkembangan area tertentu diotak, membutuhkan waktu lebih
panjang, bertahap, terjadinya dapat bertahun-tahun.
Selama periode kritis dan periode sensitif, otak lebih lentur, sangat peka dan dapat
menerima pengaruh dari lingkungan. Pada saat tertentu, sinaps yang menetap pada regio tertentu
akan distabilisasi; pada saat itu akan lebih sulit untuk membentuk hubungan baru pada regio
tersebut. Oleh karena itu para ilmuwan percaya bahwa periode kritikal atau sensitif untuk setiap
regio yang sedang berkembang dari otak merupakan kesempatan emas dengan tujuan untuk
meningkatkan pertumbuhan sinap yang dibutuhkan. 3
Sebagian besar penelitian menyatakan pentingnya periode kritikal yang difokuskan pada
perkembangan sensoris (pengelihatan dan pendengaran). Bayi tikus yang terpapar dengan
keadaan stres derajat sedang, misalnya sering dipegang oleh manusia, akan menunjukkan respon
kontrol yang bermakna seperti pada tikus dewasa jika dibandingkan dengan kelompok kontrol
yang tidak menerima perlakuan. Hal tersebut menekankan pentingnya waktu stimulasi dalam
periode kritikal untuk perkembangan dari faktor kontrol neurologis yang efektif terhadap stress
pada tikus.

30
Perkembangan bahasa merupakan salah satu contoh bagaimana periode sensitif
mempengaruhi perkembangan otak. Kapasitas untuk mendengar dan memproduksi semua suarasuara,
atau fonem, digunakan oleh semua manusia sejak lahir. Satu penelitian menemukan bahwa
walaupun bayi bangsa Amerika dan jepang usia 1 bulan dapat membedakan antara suara R dan L,
tetapi bayi jepang tidak dapat membedakan hingga usia 5 bulan. Sebab kapasitas potensial untuk
membedakan dan membuat fonem yang spesifik tidak ada pada bahasa ibu anak yang secara
bertahap akan menurun bersama dengan meningkatnya usia anak, orang dewasa yang berbahasa
jepang akan mengalami kesulitan untuk membedakan suara-suara yang tidak biasa didengar.
Peneliti-peneliti juga mengidentifikasi adanya rentang usia 2 dan 14 tahun untuk dapat meniru
suara dengan bahasa yang baru tanpa aksen. Hal tersebut menunjukkan bahwa orang jepang
dewasa yang berbahasa jepang dapat belajar untuk membedakan huruf L dan R jika mereka
berpartisipasi dalam program yang secara khusus dibuat untuk mereka dengan cara melakukan
program ulang hubungan neural melalui stimulasi intensif dengan penetapan target. Hal tersebut
sulit, tapi bukan mustahil untuk membentuk kemampuan bahasa yang baru pada masa dewasa. 3
Kelenturan otak yang sering terjadi selama periode kritis memungkinkan perkembangan
kemampuan misalnya pengelihatan, pendengaran dan kapasitas bahasa yang dikenal dengan
pengalaman-harapan yang diinginkan. Perkembangan kemampuan sensorimotor tampaknya
hanya membutuhkan stimulasi minimal. Timbulnya masalah kesehatan seperti katarak yang
terjadi selama periopde kritis perkembangan pengelihatan, atau infeksi kronik telinga yang terjadi
selama periode kritis perkembangan pendengaran, akan menyebabkan kegagalan perkembangan
pengelihatan dan pendengaran yang normal. 35
Untuk kemampuan lain, misalnya kemampuan belajar bahasa asing, memperbaiki
perbendaharaan bahasa ibu, atau belajar instrumen musik, merupakan kesempatan yang terbuka
yang secara terperinci dideskriptsikan didalam periode sensitif dan tetap terbuka untuk jangka
waktu yang panjang. Tipe kelenturan otak dikenal sebagai hal yang tergantung dari pengalaman.
Otak akan merespon setiap pengalaman walaupun tidak terjadi setiap hari. 3 Perkembangan otak
merupakan proses dari konsepsi hingga dewasa dan menekankan bahwa bagian terpenting dari
perkembangan otak terjadi pada fase pranatal hingga usia 3 tahun, perkembangan otak merupakan
proses yang terjadi sepanjang hidup yang terutama dipengaruhi oleh pengalaman individu, dan
sinaptogenesis.
Hubungan pengaruh sosial dan fungsi emosional
Para peneliti menjabarkan bagaimana pengalaman yang diterima pada awal kehidupan
secara bermakna mempengaruhi perkembangan fisik otak anak. Bagaimanapun juga kita
mengetahui bahwa pengalaman yang didapatkan oleh anak, sangat berpengaruh pada fungsi sosial

31
dan emosi. Sebagai contoh, salah satu prediktor terbesar dari penilaian hasil akhir fungsi sosial
dan emosional anak adalah hubungan anak dengan pengasuhnya. Hubungan tersebut mulai
terbentuk pada saat anak berusia 6 hingga 18 bulan dan direfleksikan sebagai rasa aman jika anak
berdekatan dengan pengasuhnya. Karena perasaan aman dan nyaman pada pengasuh akan
menghilangkan stress anak, hal tersebut akan membangun kesehatan sosial dan emosional, dan
dapat memberi efek yang positip dalam perkembangan otak anak. 35
Anak-anak belajar untuk mengatur respon emosional terhadap orang lain dan kejadiankejadian
disekelilingnya. Jika hubungan tersebut terjadi secara baik, anak akan belajar untuk
menyerahkan masalahnya pada pengasuh untuk membantu mengatur responnya terhadap situasi
stress dan selanjutnya mulai belajar untuk mengaturnya sendiri. Jika hubungan tidak terasa aman
karena kurang cukup waktu, tidak konsisten atau perilaku pengasuh yang tidak efektif, anak akan
mengalami fase stress yang berkepanjangan dan pada kasus-kasus yang berat, anak akan
mengalami kegagalan perkembangan kemampuan mengatur diri sendiri misalnya sulit tidur
sendiri. Paparan berkepanjangan terhadap hormon stress dapat berdampak pada sinaps di korteks
serebri, dan dapat dimengerti bahwa hal tersebut dapat mengubah struktur fisik otak, jika hal
3, 36
tersebut sering terjadi pada periode kritis perkembangan terutama perkembangan otak.
Sekelompok orang tua yang memiliki anak yang beresiko berada dalam lingkungan yang
tidak aman dan terpaparan dalam waktu yang panjang terhadap stress adalah anak dengan ibu
yang mengalami depresi. 40% dari semua ibu pernah mengalami depresi dalam bentuk yang
ringan sedangkan 10% dalam bentuk sedang hingga berat selama periode dini postpartum.
Walaupun hal tersebut merupakan bentuk exacerbasi akut karena kelahiran bayi, faktor-faktor
lain seperti dukungan sosial, keluarga berperan penting untuk mendukung kapasitas interaksi ibu
dan bayinya. Ibu yang menderita depresi klinik akan mengalami kesulitan berhubungan secara
baik dengan bayinya, sering tidak memperdulikan perkembangan bayi dan sering gagal untuk
menciptakan respon yang adaptif dari tanda-tanda emosional bayi. Penelitian juga menekankan
ibu yang mengalami depresi juga kurang memperhatikan perkembangan anak. Efek dari
perlakuan ibu depresi dapat diamati secara obyektif dari pemeriksaan EEG, yang menunjukkan
peningkatan aktivitas elektrik otak pada lobus frontalis yang diekspresikan sebagai emosi yang
negatif dibandingkan dengan anak dengan ibu yang tidak depresi. Pola peningkatan aktivitas
elektrik di otak menunjukkan adanya usaha untuk mengatur reaksi negatif dari kejadian yang
dialaminya, tetapi usaha tersebut sering gagal, anak dengan ibu depresi sering lebih iritabel dan
tampak sedih dan mudah marah. 35
Bayi dengan ibu depresi juga menunjukkan peningkatan kadar kortisol dalam darah yang
lebih persisten, merupakan hormon yang dikeluarkan dalam keadaan stress dibanding dengan
bayi kontrol. Penelitian lain menunjukkan peningkatan kadar kortisol dihubungkan dengan

32
terjadinya atrofi hipokampus, bagian otak yang mengatur memori dan proses belajar. Kesimpulan
yang diambil dari penelitian ini adalah kurangnya interaksi sosial dan kurangnya stimulasi pada
masa perkembangan otak tidak saja menghilangkan rasa aman tetapi juga akan membuat
gangguan memori dan proses belajar anak dalam jangka waktu yang panjang. Dapat dikatakan
kebutuhan yang diperlukan untuk mengoptimalkan perkembangan otak pada anak terdiri dari 35,36 :
a. Kebutuhan akan rasa aman
Hubungan yang erat dan positif dari orang terdekat akan memenuhi rasa aman yang
sangat dibutuhkan seorang anak. Dengan adanya rasa aman, bayi dapat mulai belajar dengan
melalui sentuhan dan hal-hal yang positif, menerima respon yang konsisten melalui terpenuhinya
kebutuhan akan makanan dan kenyamanan. Kurangnya rasa aman pada masa bayi dapat
berdampak lebih buruk jika dibandingkan dengan kejadian yang dialami oleh anak dan pada usia
yang lebih tua.
b. Kebutuhan akan latihan untuk tumbuh kembang otak
Pengalaman yang nyata dengan melalui rangsangan pada panca indra yang meliputi
kegiatan menyentuh, mengecap, membau, melihat, berbicara dan mendengarkan sangat
dibutuhkan untuk proses tumbuh kembang otak. Dengan stimulasi yang diterimanya, anak akan
berperan dilingkungannya dan mulai mengamati respon yang dihasilkan. Dengan hal tersebut,
fungsi mental, visual, pendengaran, kognisi dan emosional yang berpusat di otak akan terbangun
dan bekerja dalam sistim yang terpadu.
c. Kebutuhan akan percakapan
Dengan banyak mendengar percakapan baik aktif maupun pasif akan merangsang sistim
pendengaran seseorang untuk mulai meniru suara-suara yang pernah didengarnya dan hal tersebut
sangat bermakna dalam perkembangan otak anak. Lingkungan yang banyak menstimulasi anak
dengan mengadakan percakapan akan membuat anak mempunyai kemampuan mengingat kosa
kata lebih banyak dibandingkan dengan anak yang hidup di dalam lingkungan yang bertolak
belakang. Pada usia 4 tahun, pengalaman bahasa sebelumnya akan mempengaruhi kemampuan
untuk mempelajari bahasa yang baru. Rangsangan mendengar seseorang berbicara sudah
diperlukan sejak lahir. Dalam stimulasi bahasa, yang terpenting adalah interaksi bersama dengan
demikian anak akan berpartisipasi secara aktif untuk menciptakan percakapan walaupun masih
dalam bahasa mereka yang kadang tidak dimengerti. Bersama dengan bertambahnya usia, yang
semakin dibutuhkan adalah pembelajaran dengan belajar menceriterakan sesuatu, memperpanjang
percakapan dan mulai belajar bertanya dan memperluas kata-kata.

33
KEPUSTAKAAN
1. Brain Development. Available at: http://faculty.washington.edu/ chudler/dev.html. Accessed 5/11/2003
2. Johnson MH. Functional Brain Development in Humans. Nature 2001; 2:475-83.
3. Halfon N, Schulman E, Hochstein M. Brain development in early childhood. In: Halfon N, Schulman E,
Hochstein M, eds. Building community system for young children, Los Angeles: UCLA centre for healthier
children, families and communities, 2001
4. Gable S, Hunting M. Nature, Nurture and Early Brain Development. Available at:
http://muextension.missouri.edu/explore/hesguide/ humanrel/gh6115.htm. Accessed 6/11/2003.
5. DeBord K. Brain Development. Available at: http://www.ces.ncsu. edu/depts/fcs/human/pubs/brain-nc.html.
Accessed 5/11/2003.
6. Sherwood L. Fisiologi Neuron. In: Fisiologi Manusia dari Sel ke Sistem. Jakarta: EGC Penerbit Buku
kedokteran, 1996. 77-96.
7. Guyton AC. Sistem saraf. In: Fisiologi Manusia dan Mekanisme Penyakit, eds 3. Jakarta: EGC Penerbit Buku
kedokteran, 1995. 399-421.
8. Mauch DH, Nagler K, Schumacher S, Goritz C, Muller EC, Otto A, et al. CNS Synaptogenesis Promoted by
Glia-Deved Cholesterol. Science 2001; 294:1354-57.
9. Weidenheim KM, Kress Y, Epshteyn I, Rashbaum WK, Lyman WD. Early Myelination in the Human fetal
Lumbosacral Spinal Cord: Characterization by Light and Electron Microscopy. J Neuropathol Exp Neurol
1992; 51:142-9.
10. Ledesma MD, Brugger B, Bunning C, Wieland FT, Dotti CG. Maturation of the Axonal Plasma Membrane
Requires Upregulation of Sphingomyelin Synthesis and Formation of Protein-lipid Complexes. EMBO J
1999; 18(7):1761-71.
11. Sadler TW. Sistem Saraf Pusat. In: Ronardy DH, ed. Embriologi Kedokteran Langman, eds 7. Jakarta: EGC
Penerbit Buku kedokteran, 1995. 374-85.
12. Dobbing J. The Later Development of the Brain and Its Vulnerability. In: Davis JA. Dobbing J, eds.
Scientific Foundations of Paediatrics. London: William Heinemann Medical Books Ltd,1974. 565-77.
13. Amin SB, Merle KS, Orlando MS, Dalzell LE, Guillet R. Brainstem Maturation in Premature Infants as a
Function of Enteral Feeding Type. Pediatrics 2000; 106(2):318-22.
14. Kinney HC, Brody BA, Kloman AS, Gilles FH. Sequence of Central Nervous System Myelination in Human
Infancy. J Neuropathol Exp Neurol 1988; 47:217-34.
15. Uauy R, Mena P. Lipids and Neurodevelopment. Am J Clin Nutr 2001; 11:34-54
16. Carlson SE. Behavioral Methods Used in the Study of Long-Chain Polyunsaturated Fatty Acid Nutrition in
Primate Infants. Am J Clin Nutr 2000; 71:268-74.
17. Auesta N, Innis SM, Dietary n-3 Fatty Acid Restriction During Gestation in Rats: Neuronal Cell Body and
Growth-Cone Fatty Acids. Am J Clin Nutr 2000; 71(Suppl):312s-4s.
18. Innis AM, Owens SP. Dietary Fatty Acid Composition in Pregnancy Alters Neurite Membrane Fatty Acids
and Dopamine in Newborne Rat Brain. J Nutr 2000; 131:118-22.
19. Lipson E. continuing education module:. Brain Nutrient. New Hope Institute Natural Media, December 1999.
20. Ruyle M, Connor WE, Anderson GJ, Lowenshon RI. Placental Transfer of essential Fatty Acid in Human:
Venous-Arterian Diffr=erence for Docosahexaenoic Acid in Fetal Umbilical Erythrocites. Proc Natl Acad
Sci. 1990; 87:7902-6.
21. Houwelingen AC, Gerard H, Adriana C. Am J Clin Nutr 1995; 71: 1242-7.
22. Otto Sj. Long Chain Poliunsaturated Fatty Acids in Pregnancy. Am J Clin Nutr 1997; 71(Suppl):245s-50s.
23. Uauy R, Mena P, Rojas C. Essential Fatty Acids in Early Life: Structural and Functional Role. Nutr Soc
2000; 59:3-15.
24. Barkhooy P. Fatty Acids are Needed for Brain Growth and Development. Available at:
http://www.chem.csustan.edu/chem4400/ SJBR/polet.pdf Accessed 5/15/2004.
25. Willatts P, Forsyth JS, Modugno M, Varma S, Colvin M. Effect of Long-Chain Polyunsaturated Fatty Acids
in Infant Formula on Problem Solving at 10 Months of Age. Pediatr Res 1998; 352:688-90.
26. Burruchaga SM, Sanz RJI, Zubizarreta PJI, Fernandez BJ, Crespo SP. Double-Blind, Randomized Trial of
Long-Chain Polyunsaturated Fatty Acid Supplementation in Formula Fed to Preterm Infants. An Esp Pediatr
2000; 52:530-6.
27. Hornstra G. Essential Fatty Acids in Mothers and their Neonates. Am J Clin Nutr 2000; 71(Suppl):1262s-9s.
28. Monique DM, Adriana C, Gerard H. Long Chain Poliunsaturated Fatty Acids, Pregnancy and Pregnancy
Outcome. Am J Clin Nutr 2000; 71(Suppl):292s-9s.
29. Kurlak LO, Stephenson TJ. Plausibble Explanation for Effects of Long Chain Polyunsaturated Fatty Acids on
Neonates. Arch Dis Child 1999; 30:148-54.
30. Craig LJ, Maude M, Anderson E, Heird WC. Effect of Docosahexaenoic Acid Suplementation of Lactating
Women on the Fatty Acid Composition of Breast Milk Lipid and Maternal and Infant Plasma Phospholipid.
Am J Clin Nutr 2000; 71(Suppl):292s-9s.
31. Rouault TA. Iron on the Brain. Nature Genet 2001; 28:299-300.

32. Yehuda S, Rabinovitz SS. On the Importance of Brain Iron to the Pregnant Mother and the Infant. Available
at: http://www.danoneinstitute.org/danone_institutes_initiatives/pd/Importanceofbrain Accessed 5/20/2004.
33. Takeda A. Significance of Transferrin in Iron Delivery to the Brain. J Health Sci 2001; 47(6):520-4.
34. Georgieff MK. Perinatal aspect of Iron metabolism. University of Minesota, 2004.
35. Eastman GE, Riley DA. 7 ways to build your baby’s brain power. University of Wisconsin-extension, july,
1999.
36. Building Baby’s Brain: What to Eat When You’re Expecting. Available at:
http://www.fcs.uga.edu/pubs/PDF/FACS01/9 Accessed 5/20/2004.
34