Kabur dalam 30 milidetik

Siswa mengikuti sebuah refleks dari mata sampai ke otot kaki dalam waktu sekitar 30 milidetik, dan menunjukkan bahwa cara kabur yang cepat bergantung pada satu mata rantai, yaitu serat raksasa.

Layar bersama membantu, tetapi tidak wajib: proyektor, TV, atau layar komputer yang bisa dilihat seluruh kelas. Siswa memerlukan perangkat apa pun yang terhubung ke internet, sebaiknya satu untuk setiap pasangan: laptop, tablet, atau ponsel. Tidak ada yang perlu dipasang dan tidak perlu akun. Setiap pelajaran dibuka dengan panduan singkat cara membaca layar, dan setiap istilah ilmiah bisa diketuk untuk melihat penjelasannya.

Lengkung refleks

Satu jalur refleks utuh dalam tiga bagian: sisi sensorik (neuron looming, yang melaporkan apa yang dilihat mata), penghubung (serat raksasa), dan neuron motorik (neuron lompat). Berbeda dengan refleks lutut, penghubung ini melewati otak.

Bagaimana struktur jaringan menentukan perilaku

Sinyal menyempit dari ratusan neuron looming ke serat raksasa. Karena leher botol itulah membungkam satu jenis sel saja menghilangkan perilakunya.

Sinapsis dan neurotransmiter

Serat raksasa itu tebal, sehingga sinyalnya cepat. Pada lalat sungguhan serat ini juga memakai sinapsis listrik, jenis yang tercepat; model ini hanya punya sinapsis kimia.

1. 5 mnt

   Pertanyaan pembuka

   Tanyakan: “Mengapa lalat begitu sulit ditepuk?” Kumpulkan beberapa gagasan, lalu sampaikan bahwa kelas akan mengukur waktu kabur lalat dan menemukan kabel di baliknya.

2. 10 mnt

   Demo dengan “Tunjukkan cara kerjanya”

   Tayangkan pelajaran dalam mode kelas di layar bersama (proyektor, TV, atau layar komputer) dan tekan “Tunjukkan cara kerjanya”. Bacakan setiap langkah saat diputar. Jika tidak ada layar bersama, siswa membuka demo yang sama di perangkat masing-masing. Demo berhenti di pertanyaan pelajaran: biarkan dulu tanpa jawaban.

3. 20 mnt

   Siswa bereksplorasi

   Siswa bekerja berpasangan di perangkat masing-masing, dengan lembar kerja. Mereka menulis prediksi sebelum setiap ketukan, menjalankan pelajaran, menjawab pertanyaannya, dan mencoba main bebas.

4. 10 mnt

   Diskusi

   Kumpulkan jawaban tiap pasangan atas pertanyaan pelajaran, lalu gunakan pertanyaan diskusi di bawah. Tutup dengan apa saja yang tidak tercakup dalam model.

Dror sedang beristirahat ketika sebuah pemukul lalat menyambar, dan ia melompat menghindar dalam sekitar 30 milidetik. Cerita ini memunculkan pertanyaan: apa di dalam otak yang bisa secepat itu?

Pelajaran dibuka dengan komik pendek tentang Dror, si lalat. Bacakan panel-panelnya atau biarkan siswa membacanya; waktunya sekitar satu menit. Panel terakhirnya muncul lagi di layar kemenangan.

Tayangkan pelajaran di layar bersama. Berhentilah di setiap tingkat dari keempat tingkat itu dan ajukan pertanyaannya sebelum Anda memperbesar. Tombol tingkat melompat ke tingkat mana pun, dan tombol kaca pembesar membuka kembali pembesaran di titik mana pun dalam pelajaran.

1. Lalat

   Bagian tubuh mana saja yang dibutuhkan lalat untuk kabur?

2. Otak

   Sinyal berawal di mata dan berakhir di kaki. Di mana saja sinyal itu harus lewat dalam perjalanannya?

3. Sirkuit

   Ratusan sel biru, dan hanya dua garis merah, satu di tiap sisi. Apa yang kalian perhatikan dari rutenya?

4. Neuron

   Sel yang satu ini luar biasa tebal. Mengapa kabel yang tebal membantu lalat kabur dengan cepat?

Tubuh dan otak berasal dari dua lalat yang berbeda, ditampilkan bersama dalam ukuran sebenarnya. Sampaikan hal ini kepada kelas.

Sebelum langkah membungkam, siswa memilih apa yang menurut mereka akan terjadi. Mintalah mereka mengacungkan tangan lebih dulu. Tidak ada nilai, dan tebakan yang salah tidak merugikan apa pun.

1. Langkah 1

   Pemukul lalat menyambar ke arah si lalat. Ketuk Rangsang untuk mengaktifkan neuron looming (si pendeteksi pemukul).

   Neuron looming yang biru menyala lebih dulu, dan serat raksasa yang merah menyusul hampir seketika.

2. Langkah 2

   Ketuk Rangsang lagi. Ikuti serat raksasa (si kabel kabur) turun ke tali saraf (seperti tulang belakang).

   Aktivitas merambat turun di serat raksasa menuju tali saraf, dan neuron lompat yang kuning aktif dalam 30 milidetik waktu lalat.

3. Langkah 3

   Sekarang bungkam serat raksasa (si kabel kabur). Kami akan mengirimkan pemukulnya. Perhatikan neuron lompat (si penendang kaki).

   Biru masih menyala, merah tetap gelap, dan kuning tidak pernah aktif. Lalat melihat pemukulnya, tetapi pesannya tidak sampai ke kaki.

4. Langkah 4

   Nyalakan kembali serat raksasa (si kabel kabur) dengan mengetuk tombolnya lagi. Kami akan mengirimkan pemukul yang sama.

   Kuning aktif lagi begitu serat raksasa dinyalakan kembali.

Kamu membungkam serat raksasa (si kabel kabur). Mengapa si penendang kaki tetap gelap?

Pilihan yang benar: Kabel kabur membawa sinyal lompat ke si penendang kaki.

Serat raksasa membawa sinyal lompat dari neuron looming ke neuron lompat. Saat serat itu dibungkam, lalat tetap melihat pemukulnya, karena sel biru menyala, tetapi sinyalnya terhenti sebelum sampai ke kaki. Lalat sungguhan juga punya cara kabur yang lebih lambat, seperti disebutkan di langkah terakhir pelajaran.

1. Gerakan kabur ini lebih cepat daripada kedipan mata. Ciri apa saja pada jalur ini yang membuatnya begitu cepat?
2. Mengapa punya satu jalur kabur yang cepat dan beberapa yang lebih lambat bisa menguntungkan bagi seekor hewan?
3. Bandingkan jalur ini dengan refleks manusia yang kamu kenal, misalnya menarik tangan dari benda panas. Apa yang sama, dan apa yang berbeda?

• Siswa mungkin berpikir: Lalat memutuskan untuk melompat.

  Cara menanggapinya: Lompatan tercepat bekerja seperti refleks: sambungan sarafnya membawa sinyal langsung sampai ke ujung. Pada pelarian yang lebih lambat, ada sedikit waktu untuk mengarahkan lompatan, tetapi tidak ada waktu untuk memikirkannya.

• Siswa mungkin berpikir: Kalau lalat tidak melompat, berarti ia tidak melihat pemukulnya.

  Cara menanggapinya: Langkah membungkam memisahkan keduanya. Neuron looming aktif, jadi lalat melihatnya. Melihat dan bertindak adalah dua tahap berbeda dalam satu jalur.

• Siswa mungkin berpikir: Satu neuron tidak mungkin berarti dalam otak yang utuh.

  Cara menanggapinya: Di sini satu jenis sel membawa seluruh sinyal cepat itu. Di mana pun sebuah jalur menyempit menjadi segelintir sel, setiap sel sangat berarti.

Daftar lengkapnya, beserta angka

Neuron looming.

Sel saraf di belakang mata lalat yang aktif saat sesuatu cepat membesar dalam pandangan, misalnya pemukul yang mendekat. Ilmuwan menyebutnya LC4 dan LPLC2.

Serat raksasa.

Sel saraf yang sangat tebal, memanjang dari otak turun ke tali saraf. Serat ini membawa sinyal kabur tercepat milik lalat. Seekor lalat punya dua, satu di tiap sisi.

Tali saraf.

Sumsum tulang belakang versi lalat: seberkas sel saraf di dadanya yang mengendalikan kaki dan sayap.

Neuron lompat.

Neuron motorik yang membuat otot lompat di kaki tengah berkontraksi, sehingga lalat melesat ke udara.

Lengkung refleks.

Jalur yang ditempuh sebuah refleks: dari neuron sensorik, melewati satu atau beberapa sel penghubung, sampai ke neuron motorik yang menggerakkan otot.

Neuron sensorik.

Neuron yang menangkap sesuatu dari dunia luar, misalnya cahaya atau bau, lalu melaporkannya ke otak.

Neuron motorik.

Neuron yang membawa perintah ke otot dan membuat otot itu berkontraksi.

Sinapsis listrik.

Saluran langsung antara dua neuron yang meneruskan sinyal nyaris tanpa jeda. Peta di balik pelajaran ini hanya mencatat sinapsis kimia.

Bagian ini belum diisi. Kesesuaiannya dengan kurikulum biologi resmi sedang dipastikan bersama para pengajar biologi.