• Serebrum : (1) Korteks serebral, dan (2) Basal nuklei.
• Diensefalon : (1) Talamus, dan (2) Hipotalamus, (3) Epitalamus, (4) Metatalamus,

Bagian-bagian Otak (Sumber: Campbell, et al., 2011: 1087)

1.Serebrum

Potongan melintang dari otak dan bagian-bagian otak (Sumber: Sherwood, 2011: 168)

Lipatan-lipatan pada korteks serebri ini membentuk suatu bukit dan lembah. Bukit atau tonjolan pada korteks serebri disebut gyrus, sedangkan lembah dari korteks serebri disebut fissura dan sulcus. Apabila lembahnya dalam disebut fissura dan bila dangkal disebut sulcus. 

Penampang Dorsal Cerebrum (Sumber: Tortora & Derrickson, 2009: 514)

• Lobus frontalis merupakan bagian depan korteks serebral, mempunyai tiga fungsi utama, yaitu (1) aktivitas motor sadar, (2) kemampuan bicara, (3) elaborasi pemikiran (berfikir).
• Lobus parietalis terutama berfungsi menerima dan memproses input sensori dari permukaan tubuh, seperti sentuhan, panas, dingin, dan rasa sakit. Sensasi-sensasi tersebut bersama-sama disebut sebagai sensasi somestetik (somesthetic = “perasaan tubuh”). Lobus parietalis juga berfungsi sebagai pusat kesadaran posisi tubuh, suatu fenomena yang mengacu kepada propriosepsi.
• Lobus oksipitalis merupakan bagian posterior dari korteks serebri yang bertanggung jawab pada hal-hal yang berkenaan dengan input visual (penglihatan).
• Lobus temporalis, yang merupakan korteks serebral bagian lateral yang bertanggung jawab pada sensasi suara.

Penampang Lateral Otak, Lobus Korteks Serebri (Sumber: Sherwood, 2011: 158)

(1a) Peta somatotopik korteks somatosensorik, (2a) peta somatotopik korteks motorik primer (Sumber: Sherwood, 2011: 160)

Pada gambar (1b) peta somatotopik korteks somatosensorik, homunkulus sensorik yang menunjukan distribusi masukan sensorik ke korteks somatosensorik dari berbagai bagian tubuh, representasi grafik bagian-bagian tubuh yang terdistorsi ini menunjukan proporsi relatif korteks somatosensorik yang didedikasikan untuk menerima masukan sensorik dari masing-masing bagian tubuh. 

Sedangkan pada gambar (2b) peta somatotopik korteks motorik primer, homunkulus motorik yang memperlihatkan distribusi output motorik dari korteks motorik primer ke berbagai bagian tubuh, representasi grafik bagian-bagian tubuh yang tampak terdistorsi ini menunjukkan proporsi relatif korteks motorik primer yang didedikasikan untuk mengontrol otot rangka di masing-masing bagian.

Pada lobus frontal kiri terdapat suatu wilayah yang dikenal sebagai area Broca, terletak di bagian depan korteks motorik utama yang mengontrol otot-otot di wajah. Area broca ini akan aktif selama berbicara. Pada posterior lobus temporal kiri, terdapat area yang dinamakan wernicke, yang berfungsi untuk memahami suatu pembicaraan, wilayah ini akan aktif saat mendengar pembicaraan (Campbell, 2008: 248).

Basal nuklei berperan penting antara lain dalam :

• Menghambat tornus otot di seluruh tubuh, tornus otot yang sesuai normalnya dipertahankan oleh keseimbangan antara input eksitatorik dan inhibitorik ke neuron-neuron yang menyarafi otot rangka. 
• Memilih dan mempertahankan aktivitas motorik bertujuan sementara menekan pola gerakan yang tidak berguna dan tidak diinginkan. 
• Membantu memantau dan mengoordinasikan kontraksi lambat yang menetap, terutama yang berkaitan dengan postur dan penopangan.

2. Diensefalon

Di dalam otak dekat dengan basal nuklei terdapat diensefalon, suatu struktur yang membentuk dinding rongga ventrikel ke 3. 

Fungsi dari Diensefalon, yaitu :

1. Vaso kontruktor, mengecilkan pembuluh darah.
2. Respiratori, membantu proses pernafasan.
3. Mengontrol kegiatan refleks.
4. Membantu pekerjaan jantung.

Diensefalon terdiri atas tiga bagian utama, yaitu :
a) Talamus
Talamus merupakan sebuah struktur berbentuk oval di atas otak tengah (metencephalon), panjangnya kira-kira 3 cm dan menyusun empat perlima bagian diensefalon. 

Talamus berperan sebagai "stasiun relay" (stasiun pemancar bagi semua impuls saraf sensori, kecuali saraf pembau ke korteks serebral) dan pusat integrasi sinaptik untuk proses preliminari dari semua input sensori yang menuju ke korteks. 

Talamus menyeleksi sinyal-sinyal yang tidak signifikan dan menyalurkan impuls-impuls sensori yang penting ke daerah yang tepat pada korteks somatosensori, dan juga daerah otak yang lain. 

Thalamus juga berfungsi sebagai pusat interpretasi bagi beberapa impuls sensori, seperti sakit, suhu, cahaya, sentuhan, dan tekanan.

b) Hipotalamus 
Hipotalamus adalah suatu kumpulan nuklei khusus dari serabut asosiasi yang terletak di bawah talamus dan merupakan suatu bagian kecil dari diensefalon

Hipotalamus berfungsi sebagai pusat integrasi berbagai fungsi homeostasis yang penting dan berperan sebagai penghubung penting antara sistem saraf otonom dan sistem endokrin. Sel-sel saraf yang terspesialisasi di dalam hipotalamus merupakan daerah otak utama yang terlibat pada regulasi langsung dari lingkungan internal tubuh.

Menurut Soewolo (2011 : 76) secara khusus, hipotalamus berfungsi :

• Mengontrol suhu tubuh
• Mengontrol haus dan pengeluaran urine
• Mengontrol pengambilan makan (rasa lapar)
• Mengontrol sekresi hormon pituitari anterior
• Menghasilkan hormon-hormon pituitari posterior
• Mengontrol kontraksi uterus dan pengeluaran ASI
• Berfungsi sebagai pusat koordinasi sistem saraf otonom yang utama, yang selanjutnya mempengaruhi semua otot polos, otot jantung dan kelenjar eksokrin
• Berperan dalam emosi dan pola tingkah laku, temasuk kejadian-kejadian psikosomatik.
• Merupakan perantara utama antara sistem saraf dan sisten endokrin, dua sistem kendali besar tubuh (Soedjono, 1988: 147)
• Merupakan satu diantara pusat-pusat yang mempertahankan keadaan bangun dan pola-pola tidur (Soedjono, 1988: 148).
• Mengontrol perilaku seksual

c) Epitalamus 
Epitalamus membentuk atap ventrikel ketiga dan merupakan bagian paling dorsal dari diensefalon. Bagian penting dari epitalamus adalah badan pineal atau epifisis, suatu struktur dari neuroendokrin, dan pleksus koroid dari ventrikel ketiga. Pleksus koroid merupakan kumpulan kapiler-kapiler seperti simpul di dalam setiap ventrikel berfungsi mensekresikan cairan serebrospinal.

Bagian-bagian Diensefalon dan Batang Otak (Sumber: Campbell, et al., 2011: 1087)

3. Serebelum (Otak kecil)

Serebelum atau otak kecil merupakan bagian otak terbesar kedua yang terletak tepat dibawah bagian posterior serebrum dibawah lobus oksipitalis dan melekat ke punggung bagian atas batang otak. Fissura transfersal memisahkan serebelum dari serebrum (Soedjono, 1988: 149).

Otak kecil menerima informasi sensoris tentang posisi persendian dan panjang otot, serta masukan dari sistem auditori (pendengaran) dan visual. Otak kecil penting dalam keseimbangan, perencanaan, dan pelaksanaan gerakan yang disadari. Terutama yang berhubungan dengan aktifitas motorik, tetapi tidak mempunyai pengaruh langsung pada saraf eferen motor. Fungsinya secara tidak langsung mengubah output sistem motor utama otak. 

Otak kecil juga memonitor perintah motorik yang dikeluarkan oleh serebrum. Informasi dari serebrum pertama-tama melewati pons dan menuju ke serebelum. Serebelum mengintegrasikan informasi ini saat melakukan koordinasi dan pemeriksaan kesalahan selama fungsi motorik dan perseptual. Serebelum juga berfungsi mempelajari dan mengingat keahlian motorik.

Otak kecil terdiri dari tiga bagian yang secara fungsional terpisah, yaitu :
(a) Vestibuloserebelum, penting dalam menjaga keseimbangan dan mengontrol gerakan mata.
(b) Spinoserebelum, berfungsi meregulasi gerakan otot dan mengkoordinasi gerakan sadar yang terlatih. Spinoserebelum secara esensial berperan sebagai middle management, membandingkan perintah dari pusat yang lebih tinggi dengan penampilan otot, dan kemudian mengkoreksi kesalahan-kesalahan atau penyimpangan dari gerakan yang semestinya.
(c) Serebroserebelum, bereperan dalam merencanakan dan memulai aktivitas sadar dengan memberikan input kepada daerah korteks motor. Bagian otak kecil ini merupakan daerah yang terlibat dalam prosedur mengingat.

Bagian-bagian Serebelum (Sumber: Sherwood, 2011: 180)

4. Batang otak

Batang otak terdiri atas otak tengah (midbrain), pons varoli, dan, medula oblongata adalah suatu rantai penyambung antara otak dan sumsum tulang belakang. Semua serabut saraf yang melintas antara sistem saraf tepi dan otak yang lebih tinggi harus melewati batang otak.

Batang otak terdiri atas :
Ø Otak tengah (Midbrain)
Otak tengah mengandung pusat-pusat untuk penerimaan dan pengintegrasian beberapa tipe informasi sensoris.

Otak tengah juga mengirimkan informasi sensoris berkode disepanjang neuron ke wilayah spesifik otak depan. Otak tengah merupakan pusat reflek bola mata dan reflek kepala dalam merespon stimuli visual, dan juga merupakan pusat reflek gerak kepala dalam merespon stimuli suara. 
Semua akson sensoris yang terlibat dalam pendengaran berakhir di otak tengah atau diteruskan melalui otak tengah dalam perjalanannya ke serebrum.

Ø Pons varolii ( jembatan varol)
Jembatan varol terletak tepat diatas medual oblongata, terdiri dari substansia alba dengan beberapa nuklei.

Pons merupakan jembatan jalur penghantaran antara korteks serebral dan serebelum. Pons Varolii mengandung pusat pernapasan pneumotaksik dan apneustik, bekerjasama dengan pusat pernapasan medulari membantu mengontrol pernapasan.

Ø Medula oblongata
Medula oblongata merupakan bagian otak yang terikat pada korda spinalis, terletak tepat dibawah foramen magnum. Medula oblongata disebut sebagai pusat vital. 

Pusat vital ini merupakan pusat cardioaccelerator dan pusat inhibitor, pusat vasoconstrictor dan pusat dilatator, serta pusat respiratori. Beberapa pusat lain yang terletak di dalam medula adalah pusat muntah, pusat bersin, pusat batuk, dan pusat menelan.

Jalur konduksi antara korda spinalis dengan serebrum juga melalui medula. Disini mereka menyeberang dari satu sisi ke sisi lain. Beberapa serabut menyeberang korda spinalis. Karena medula spinalis berisi pusat vital, maka ia merupakan bagian paling vital dari seluruh otak.


Sistem Limbik
Sistem limbik bukanlah struktur yang terpisah (berdiri sendiri), tetapi mengacu pada suatu rangkaian struktur otak depan yang mengelilingi batang otak dan yang dihubungkan oleh jalur saraf yang rumit. 

Sistem limbik meliputi bagian-bagian, sebagai berikut :
(1) Lobus limbik, dibentuk oleh girus singulat dan girus hipokampal,
(2) Hipokampus, merupakan perluasan dari girus hipokampal ke lantai ventrikel lateral,
(3) Nukleus amigdaloid, terletak pada ujung ekor nukleus kaudatus,
(4) Nuklei perifornikal dari hipotalamus, dan
(5) Nukleus anterior dari talamus.

Bagian-bagian Sistem Limbik (Sumber: Campbell, et al, 2011: 1071)

Jaringan interaksi kerja yang kompleks ini berhubungan dengan emosi, kelangsungan hidup dasar, dan pola tingkah laku sosioseksual, motivasi, dan belajar. Konsep emosi meliputi perasaan-perasaan emosional subjektif dan suasana hati (seperti marah, takut, dan bahagia), ditambah respon-respon fisik yang jelas ada hubungannya dengan perasaan tersebut.

Pola tingkah laku dikontrol oleh sistem limbik termasuk yang bertujuan pada kelangsungan hidup individu (menyerang, mencari makan) dan hal-hal yang langsung ke arah kelestarian spesies (tingkah laku sosioseksual yang mendukung perkawinan).

Dalam menjalankan aktivitas tingkah laku kompleks seperti menyerang, terbang, atau kawin, suatu individu pasti berinteraksi dengan lingkungan eksternal. Mekanisme kortikal yang lebih tinggi berperan menghubungkan sistem limbik dan hipotalamus dengan dunia luar sehingga tingkah laku yang tepat dapat dimunculkan.