3.2 Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebuah laptop dengan
processor AMD Turion X-2 2.2 GHz, 3 GB RAM. Software yang digunakan dalam
penelitian ini adalah MS. Office 2007 dan MATLAB R2010b. Pada penelitian ini
penulis
menggunakan sumber
pustaka berupa jurnal-jurnal ilmiah neuron dan
buku-buku tentang neuron.
3.3 Metode Penelitian
Metode penelitian
ini adalah
pembuatan sebuah
program simulasi
sederhana dari model satu sel saraf FitzHugh-Nagumo persamaan 10 dan 11
menggunakan software MATLAB R2010b. Selanjutnya membuat model matematika sel
saraf terkopel beserta simulasinya. Setelah itu simulasi ini dibandingkan dengan
simulasi satu sel saraf FitzHugh-Nagumo, apabila perilakunya sudah sama selanjutnya
dianalisis sifat fisis dari penjalaran impuls pada sel saraf terkopel tersebut.
3.3.1 Studi pustaka
Studi pustaka
dilakukan untuk
memahami proses dinamika impuls dalam sel saraf sehingga memudahkan perancangan
program simulasinya. Kemudian melihat hubungan antara grafik-grafik yang akan
dihasilkan dalam simulasi dengan sifat fisis dari sel saraf itu sendiri. Adanya studi
pustaka ini akan membantu penulis dalam menganalisa hasil yang di dapat dalam
simulsi sel saraf tersebut.
3.3.2 Analisa numerik
Analisa ini dilakukan karena model yang didapatkan pada perancangan model
sel saraf ini merupakan sistem dua persamaan diferensial autonomous, dimana
pada persamaan ini sangat sulit untuk diselesaikan secara analitik. Model yang
dibuat berbentuk persamaan diferensial biasa, sehingga metode numerik yang akurat
adalah Runge Kutta orde 45 atau ode45. 3.3.3 Analisa sifat fisis model yang telah
dibuat
Analisa ini dilakukan dengan melihat hasil simulasi yang diperoleh dari model
yang telah dibuat tersebut. Ini dilakukan untuk mengetahui penjalaran impuls yang
sebenarnya. Selain itu juga digunakan untuk memperkirakan arus eksternal yang dapat
direspon oleh tubuh.
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Simulasi Model Satu Sel
Saraf Hasil simulasi model satu sel saraf
dari Fitzhugh-Nagumo untuk I = 0 samapai 0,35
μA dapat dilihat pada Gambar 3 sampai 7. Nilai parameter a = 0,7; b = 0,8; dan c =
3, nilai parameter ini dipilih sama dengan nilai
pada simulasi
yang dilakukan
Fitzhugh.
3
Gambar 3. Hasil simulasi model satu sel saraf FitzHugh-Nagumo dengan I = 0
μA.
Gambar 3 menunjukan simulasi sebelum ada arus eskternal, terlihat tidak ada
impuls yang menjalar sehingga berakibat potensial aksi dari sel saraf lama-kelamaan
akan menuju ke keadaan istirahat atau sering di sebut potensial istirahat. Hal ini dapat
dijelaskan seperti tubuh manusia yang tidak mendapatkan rangsang dari luar maka tubuh
juga tidak akan melakukan respon apapun. Oleh karena itu, simulasi ini sudah bisa
menjelaskan keadaan normal dari tubuh manusia yang belum mendapatkan rangsang
dari luar.
Gambar 4. Hasil simulasi model satu sel saraf FitzHugh-Nagumo dengan I = 0,2
μA.
5 10
15 20
25 30
0.2 0.4
0.6 0.8
1 1.2
1.4 1.6
1.8
Waktums
P o
te n
s ia
l a
k s
i m
V
5 10
15 20
25 30
-1.5 -1
-0.5 0.5
1 1.5
2
P o
te n
s ia
l a
k s
i m
V
Waktums
Gambar 5. Hasil simulasi model satu sel saraf FitzHugh-Nagumo dengan I = 0,3
μA.
Gambar 6. Hasil simulasi model satu sel saraf FitzHugh-Nagumo dengan I = 0,35
μA.
Ketika arus eksternal diterapkan ke dalam sel saraf tubuh, impuls rangsangan
tersebut akan direspon oleh sel saraf tubuh atau tidak direspon oleh sel saraf tubuh,
tergantung dari berapa besar arus yang diterapkan. Seperti seseorang yang dipukul
sangat keras pasti akan memberikan respon pada rangsangan itu, tetapi lain halnya jika
orang yang tertepa angin yang sangat pelan belum tentu orang tersebut merespon
rangsangan tersebut. Atau dengan kata lain ada batas minimal dari arus yang dapat
direspon oleh seseorang. Berdasarkan hasil simulasi ini terlihat bahwa ketika arus yang
diterapkan itu sebesar 0.2
μA maka penjalaran impuls itu belum terjadi seperti
pada Gambar 4. Ketika arus yang diterapkan itu 0.3
μA sudah ada sedikit osilasi tapi masih dalam bentuk osilasi teredam seperti
Gambar 5, artinya rangsangan ini belum mendapat respon dari tubuh. Tetapi ketika
arusnya sebesar 0.35 μA mulai terjadi osilasi
yang tidak teredam, hal ini menunjukan impuls itu mulai menjalar dan rangsangan
sebesar ini dapat direspon oleh tubuh. Tetapi sebenarnya yang mempengaruhi respon
terhadap rangsang itu tidak hanya arus dari luar tubuh saja, kondisi tubuh juga sangat
berpengaruh, misalkan orang yang sakit dengan yang sehat akan mengalami respon
yang berbeda, tetapi dalam simulasi ini hanya dibahas pengaruh arus saja. Mungkin
untuk
penelitian lebih
lanjut bisa
ditambahkan faktor-faktor tersebut.
4.2 Model