Perkembangan Awal dalam Fisiologi dan Tumbuhnya Psikologi Eksperimen

 

Fisiologi sendiri merupakan cabang ilmu yang berfokus pada fungsi-fungsi bagian tubuh manusia. Namun pada awal perkembangannya, fisiologi ini lebih berfokus pada sensasi dan persepsi, serta kaitannya dengan sistem saraf dan alat indera.

Ini bermula dari perbedaan catatan tentang waktu perlintasan suatu bintang antara milik Nevil Maskelyne dan milik asistennya -David Kinnebrook. Lalu sekitar 20 tahun setelahnya, Friedrich Bessel (1784-1846) -seorang astronom Jerman menyadari bahwa kesalahan ini bukan terjadi akibat ketidakcakapan dalam mengukur, melainkan karena adanya perbedaan yang tidak disengaja antara para pengamat. Inilah yang kemudian disebut sebagai discrepancy.

 

Discrepancy between Objective and Subjective Reality

                Sebelumnya, discrepancy ini secara tidak langsung sudah dibahas oleh Galileo dan Locke melalui teori mereka mengenai primary and secondary qualities. Kemudian, Newton juga menemukan bahwa warna putih adalah campuran dari seluruh spektrum warna, sekalipun warna-warna tersebut tidak tertangkap secara langsung. Serta juga Van Musschenbroek (1760) menemukan bahwa jika warna-warna komplementer (yang saling melengkapi) -seperti kuning dan biru ditampilkan dalam proporsi yang sesuai pada piringan yang diputar dengan sangat cepat, maka yang tampak bukanlah kuning dan/atau biru, melainkan abu-abu.

                Akibat dari kesadaran para ahli mengenai discrepancy ini, maka muncullah cabang ilmu ilmiah baru, yaitu fisiologi -yang mempelajari proses biologis dalam interaksi manusia terhadap dunia fisik. Para ahli fisiologi mempelajari sifat-sifat saraf, konduksi saraf, perilaku refleksif, persepsi indrawi, fungsi otak, dan hubungan sistematis antara rangsangan indrawi dan sensasi.

 

Johannes Müller (1801–1858)

Adequate Stimulation

                Müller memperluas hukum Bell–Magendie dengan membagi saraf-saraf sensorik menjadi 5 berdasarkan karakteristik energi, sensitivitas, dan hasil informasinya. Tiap saraf bertanggung jawab secara spesifik dalam menangkap rangsangan tertentu serta menghasilkan informasi yang sesuai dengan fungsi dan karakteristik mereka masing-masing, serta hanya akan aktif jika mendapat rangsangan yang sesuai (dormant ketika tidak mendapat rangsangan yang sesuai). Contohnya seperti mata yang paling mudah dirangsang oleh gelombang cahaya, telinga oleh gelombang suara, kulit oleh tekanan, dan sebagainya. Namun, mata juga sebenarnya dapat dirangsang oleh tekanan, hanya saja tidak terlalu memadai jika dibandingkan dengan gelombang cahaya. Bagi Müller, kecocokan antara sensasi dan objek fisik yang sesungguhnya ditentukan oleh indra kita dan iritabilitasnya.

We Are Conscious of Sensations, Not of Physical Reality

                Menurut Müller, kita sebenarnya bukan sadar akan objek di dunia fisik, melainkan akan berbagai impuls. Ini kemudian menjelaskan bahwa pengetahuan kita akan dunia fisik dibatasi oleh tipe reseptor sensasi yang kita miliki.

                Berbeda dengan Kant yang menganggap bahwa informasi sensorik diubah oleh innate categories of thought, Müller beranggapan bahwa sistem saraf lah yang menjadi perantara antara objek fisik dan kesadaran. Kant menekankan mental categories, sedangkan Müller menekankan mekanisme fisiologis. Namun tetap, bagi mereka kedua, informasi sensorik dimodifikasi sehingga apa yang kita rasakan dengan sadar berbeda dengan apa yang sebenarnya terjadi di dunia fisik.

 

Hermann von Helmholtz (1821– 1894)

Stand against Vitalism

                Helmholtz menolak vitalisme yang berpendapat bahwa kehidupan tidak dapat dijelaskan melalui interaksi proses-proses fisika dan kimia. Helmholtz berpihak pada kaum materialisme yang percaya bahwa hukum-hukum yang sama berlaku bagi benda hidup maupun benda mati, sebagaimana pada fenomena mental dan fenomena non-mental.

Principle of Conservation of Energy

                Helmholtz mengaplikasikan prinsip konservasi energi (dimana energi tidak diciptakan dan tidak dimusnahkan, melainkan hanya bertransformasi dari satu wujud ke wujud lainnya) pada makhluk hidup. Sebelumnya prinsip ini berlaku hanya pada fenomena-fenomena fisika. Namun, Helmholtz mengaplikasikan prinsip ini pada fisika, kimia, dan fisiologi secara lebih dekat.

Rate of Nerve Conduction

                Helmholtz melakukan percobaan pada kaki kodok dengan mengisolasi serabut saraf yang mengarah pada otot kaki kodok, lalu merangsang serabut saraf pada berbagai jarak terhadap otot. Ia kemudian menghitung berapa lama waktu yang diperlukan otot untuk merespon. Dan hasilnya, ditemukan bahwa semakin dekat jarak rangsang dengan letak otot, maka waktu yang dibutuhkan oleh otot untuk merespon semakin cepat. Ia menyimpulkan bahwa impuls saraf bergerak sekitar 27.4m/s. Kemudian Helmholtz melakukan percobaan yang sama terhadap manusia, dan ditemukan bahwa kecepatannya berkisar antara 50.3-100.6m/s. Namun sayangnya, hasil percobaan ini dianggap kurang tepat karena banyak perbedaan antar-data yang dihasilkan.

Theory of Perception

                Bagi Helmholtz, pengalaman masa lalu lah yang mengubah sensasi (bahan mentah dari pengalaman penuh sadar) menjadi persepsi (sensasi yang telah diberi makna). Contohnya, persepsi kita mengenai kedalaman meningkat oleh pengalaman-pengalaman masa lalu, sehingga kita kemudian bisa mengira-ngira kedalaman suatu objek. Dengan ini, Helmholtz mendukung teori empirisme mengenai persepsi yang didasarkan pada pengalaman.

Theory of Color Vision

                Teori Young-Helmholtz atau teori trikromatik beranggapan bahwa mata memiliki 3 reseptor terpisah yang mana sensitif pada suatu energi tertentu, yaitu merah, hijau, dan biru-violet. Namun, reseptor-reseptor ini dapat bekerja secara bersamaan dan menciptakan hasil dari kombinasi warna. Bahkan, jika ketiganya bekerja secara bersamaan, maka warna yang ditangkap adalah warna putih.

 

 

Ewald Hering (1834-1918)

Space Perception

                Hering percaya bahwa ketika mata mendapat rangsangan, masing-masing titik pada retina secara otomatis menyediakan 3 tipe informasi mengenai rangsangan tersebut: height (ketinggian), left-right position (posisi kanan/kiri), dan depth (kedalaman). Menurutnya, persepsi spasial (mengenai ruang) muncul sebagai a priori, yaitu sebagai karakteristik bawaan dari mata.

Theory of Color Vision

            Opponent Process Theory, dengan 3 pasang warna yang saling berlawanan yang mana terletak pada 3 batang reseptor mata:

1. Merah vs Hijau
2. Biru vs Kuning
3. Hitam vs Putih

Jika kita melihat salah satu warna dengan lama, lalu kita mengalihkan pandangan, maka kita akan merasakan afterimage –yang mana mata kita menangkap gelombang warna yang berlawanan (sesuai pasangan) akibat kelelahan atau kebosanan pada reseptor tersebut sehingga tidak lagi peka pada warna yang telah dilihat secara terus-menerus dalam waktu lama.

Hering juga menegaskan bahwa orang-orang yang kesulitan membedakan warna merah dengan warna hijau pasti tetap dapat menangkap warna kuning, dan yang kesulitan membedakan warna biru dengan warna kuning pasti tetap dapat menangkap warna merah. Begitu pula dengan orang-orang yang mengidap buta warna, mereka akan kesulitan menangkap warna hijau dan warna merah dan/atau warna biru dan warna kuning.

 

Penelitian Awal Mengenai Fungsi Otak

Pada akhir abad ke-18, banyak dipercayai bahwa karakterisik seseorang dapat ditentukan dengan menganalisis ciri wajah, struktur tubuh, serta pola kebiasaan postur dan gerakan tubuh. Analisis ini disebut dengan physiognomy. Salah satu bagiannya yang menjadi sangat populer adalah phrenology –yang berfokus pada tengkorak dan otak.

 

Phrenology

            Salah satu dari tokohnya adalah Franz Joseph Gall (1758) –yang percaya bahwa faculties of the mind berperan dan mengubah informasi sensorik. Namun, ia menambahkan 3 pernyataan yang mengubah sejarah dari faculty psychology:

1)      The mental faculties do not exist to the same extent in all humans.

2)      The faculties are housed in specific areas of the brain.

3)      If a faculty is well developed, a person would have a bump or protrusion on the corresponding part of the skull. Similarly, if a faculty is underdeveloped, a hollow or depression would be on the corresponding part of the skull.

Frenologi inilah yang kemudian meneliti bump atau protrusion serta hollow atau depression pada bagian otak untuk menentukan kekuatan suatu faculty. Gall juga menemukan bahwa korteks otak yang besar dan berkembang baik terasosiasi dengan tingkah laku cerdas.

Frenologi kemudian berkembang pesat dan menjadi harapan bagi penelitian-penelitian ilmiah dan objektif mengenai pikiran. Berbeda dengan filosofi mental, frenologi menyediakan informasi praktis. Bahkan, frenologi melahirkan formal discipline yang mempercayai bahwa pengalaman pendidikan dapat disusun sehingga dapat memperkuat faculties terkait.

 

Johann Kaspar Spurzheim (1776–1832)

 

 

Pierre Flourens (1794–1867)

The Method of Extirpation, or Ablation

                Flourens melakukan percobaan pada hewan seperti anjing dan merpati –yang diasumsikan memiliki otak yang mirip dengan manusia, dengan menghilangkan salah satu bagian otak dan mencatat perubahannya terhadap perilaku mereka. Ia menemukan bahwa penghilangan otak kecil mengganggu koordinasi dan keseimbangan, penghilangan otak besar menghasilkan kepasifan, dan penghangcuran saluran semisirkular menghasilkan kehilangan keseimbangan.

                Flourens menyimpulkan bahwa ada lokalisasi pada seluruh bagian otak. Namun, bertentangan dengan para frenologis, ia berpendapat bahwa hemisfer otak tidak memiliki fungsi yang terlokalisasi, melainkan berfungsi sebagai suatu kesatuan. Selain itu, ia juga menemukan bahwa ada beberapa hewan yang mendapatkan kembali fungsi dari salah satu bagian otaknya sekalipun sudah dihilangkan. Dengan demikian, setidaknya ada salah satu bagian otak yang memiliki kemampuan untuk mengambil alih fungsi dari bagian otak lainnya.

 

Paul Broca (1824–1880)

Broca’s Area

                Broca melakukan penelitian terhadap seorang pasien yang tidak dapat berbicara –sekarang dikenal dengan afasia. Setalah mengautopsi otak pasien tersebut, ditemukan bahwa ada luka pada lilitan frontal ketiga pada hemisfer kiri otak.

                Selanjutnya, melalui hasil penelitiannya, dikonfirmasi bahwa ada bagian hemisfer kiri otak yang terlibat dalam produksi dan artikulasi bicara, yang kemudian dinamakan sebagai area Broca. Dan satu dekade kemudian, tepatnya pada tahun 1874, Carl Wernicke (1848–1905) menemukan sebuah area yang bertanggung jawab atas pemahaman bahasa di dekat area Broca, tepatnya pada bagian kiri lobus temporal, yang mana kemudian disebut sebagai area Wernicke.

Volume of the Brain

                Melanjutkan kraniometri (pengukuran tengkorak dan karakteristiknya) milik Zeitgeist, Broca mulai melakukan penelitian. Ia menemukan bahwa secara umum, ukuran otak lebih besar pada orang dewasa daripada anak-anak, pada laki-laki daripada perempuan, pada orang unggul daripada orang biasa, serta pada kaum superior daripada kaum inferior. Ia juga menyatakan bahwa ada hubungan antara perkembangan kecerdasan dengan volume otak. Namun Broca agak ragu karena ia menemukan bahwa fakta di lapangan banyak yang tidak sesuai dengan teorinya.

 

Perkembangan Psikologi Eskperimen

 

Ernst Heinrich Weber (1795–1878)

Weber’s Work on Touch

                Weber secara besar melakukan penelitian pada lingkup baru, yaitu sensasi kulit dan otot. Ia menjadi salah satu yang pertama kali menunjukkan bahwa sensasi dari sentuhan bukan hanya terdiri atas satu sensasi saja, melainkan banyak, yakni mencakup sensasi tekanan, suhu, dan rasa sakit.

                Selanjutnya, Weber melakukan penelitian untuk menyatakan apa yang disebutnya sebagai two-point threshold, yaitu jarak terdekat antara dua titik rangsangan yang dapat disadari sebagai titik yang berbeda. Dan ia menemukan bahwa ukuran threshold ini berbeda-beda bergantung pada letaknya di tubuh.

Weber’s Work on Kinesthesis

                Weber mencetuskan just noticeable difference (jnd), yaitu perbedaan terkecil yang dapat dideteksi dari dua rangsangan yang berbeda. Penelitiannya dilakukan dengan dua metode. Yang pertama, yaitu beban ditaruh pada tangan subjek yang terletak pada sebuah meja, sehingga pengamatan oleh subjek berdasar pada sensasi taktil. Yang kedua, yaitu beban diangkat oleh subjek, sehingga pengamatan oleh subjek berdasar pada sensasi taktil dan sensasi kinestetik. Weber menemukan bahwa subjek dapat lebih mendeteksi perbedaan kecil antar-berat dengan cara mengangkat beban tersebut. Weber beranggapan bahwa pengaruh dari kinestetik lah yang memberikan sensitivitas lebih kuat pada perubahan berat.

Judgments Are Relative, Not Absolute

                Melalui rangkaian penelitiannya, Weber menemukan bahwa diskriminasi yang terjadi tidak bergantung pada perbedaan mutlak antara berat kedua benda, melainkan pada perbedaan relatif antara keduanya, atau perbedaan perbandingan satu sama lain. Semakin besar intensitas rangsangan awal, maka semakin besar juga perubahan intensitas rangsangan akhir yang dibutuhkan agar perbedaannya terasa. Jnd-nya kemudian dikenal dengan Hukum Weber –yang mana menjadi hukum kuantitatif pertama sepanjang sejarah psikologi.

 

Gustav Theodor Fechner (1801–1887)

Psychophysics

                Fechner menerima pandangan Spinoza mengenai pikiran dan materi, yang mana juga menyatakan bahwa kesadaran yang dimiliki oleh pikiran adalah suatu hal yang juga dimiliki oleh materi.  Kepercayaan bahwa kesadaran tidak dapat dipisahkan dari hal-hal berwujud –menunjukkan pandangan panpsikisme.

                Fechner berpendapat bahwa hubungan sistematis antara pengalaman tubuh dan mental dapat dibuktikan dengan pengamatan terhadap perbedaan sensasi dari rangsangan fisik yang bervariasi secara sistematis. Ia berspekulasi bahwa karena sensasi mental berubah secara aritmatika, maka rangsangan fisik harus diubah secara geometris. Area psikologi yang mempelajari ini disebut dengan psychophysics (penelitian mengenai hubungan antara fisik dan kejadian psikologis).

Psychophysical Methods

                Intensitas terendah rangsangan yang dapat dideteksi disebut dengan absolute threshold. Tingkat intensitas yang lebih rendah dari absolute threshold ini sebenarnya juga dapat menghasilkan suatu reaksi, namun reaksi ini di luar kesadaran, yang menerima negative sensations.

                Selain itu, ada differential threshold yang ditentukan oleh seberapa besar kenaikan/penurunan besaran rangsangan yang dibutuhkan agar dapat dideteksi. Fechner menggunakan beberapa metode untuk mengeksplor lebih dalam hubungan pikiran dan tubuh.

1)      The method of limits (the method of just noticeable differences), dimana suatu rangsangan yang diberikan –bervariasi dan dibandingkan terhadap suatu standar. Pada awalnya, rangsangan yang diberikan akan setara dengan standar, lalu kemudian ditambah/dikurang hingga pengamat dapat mendeteksi jangkauan dari rangsangan yang setara dengan standar yang ditentukan sebelumnya.

2)      The method of constant stimuli (the method of right and wrong cases), dimana pasangan-pasangan rangsangan akan diberikan kepada pengamat. Salah satu rangsangan menjadi standar, dan satu lainnya berbeda. Pengamat kemudian akan diminta untuk menentukan apakah rangasangan yang berbeda tersebut lebih kuat, lebih ringan, atau setara dengan standar.

3)      The method of adjustment (the method of average error), dimana pengamat akan diberi control untuk menyesuaikan rangsangan hingga setara dengan standar. Setelah itu, perbedaan rata-rata antara rangsangan dan standar akan diukur.