Saraf .1 Neurofisiologi TINJAUAN PUSTAKA

Pada penelitian ini, digunakan model yang telah di pubikasikan oleh Cathy Morris dan Harold Lecar 1981 ML Model. 24 Model ini diturunkan dari hasil eksperimen mengenai sifat listrik dari serat otot angsa putih Barnacle Muscle Fiber BMA yang menunjukan aktivitas listrik saat diterapkan suatu arus luar. Serat ini terutama mengandung beda potensial saluran kalium voltage gated K + dan arus Ca + dengan sebuah arus K + yang diaktifkan oleh Ca + di bagian dalam sel. Kedua parameter ini sangat berperan dalam aktivasi potensial listrik pada BMA yang dapat terjadi melalui suatu mekanisme perbedaan konduktansi Ca + dalam aktivasi dan beda potensial K + untuk pemulihan. 24 Model ini terdiri dari persamaan dua dimensi yang melibatkan parameter arus dan kapasitansi membran, dengan parameter aktivasi utama berdasarkan nilai konduktansi dari saluran kalsium dan kalium pada membran. Secara matematis, pada model ini digunakan suatu fungsi persamaan kemungkinan yang diturunkan dengan asumsi bahwa dalam sebuah kesetimbangan keadaan stabil, keadaan terbuka dan tertutup nya saluran pada membran dibatasi distribusi Boltzmann. Dengan demikian, keterlibatan parameter dalam model dua dimensi ini dapat memudahkan dalam analisisnya baik secara fisika maupun mengenai sistem dinamiknya terhadap interpretasi fungsi biologi dari membran pada saraf dalam suatu jaringan tubuh. Metode analisis yang dipakai pada penelitian ini adalah dengan penerapan penggunaan perangkat lunak untuk komputasi. Metode yang digunakan adalah analisis numerik persamaan differensial PD yang terbagi atas visualisasi penjalaran impuls dengan menggunakan metode Rungge-Kutta 4 RK-4, analisis sistem dinamik meliputi bifurkasi dan ruang fase, serta metode sinkronisasi penjalaran impuls pada saraf kompleks lebih dari satu sel saraf. Simulasi yang dilakukan pada penelitian ini menggunakan MATLAB sebagai sarana pengolah data dari analisis kuantitatif model persamaan matematis.

1.2 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh arus listrik terapan tetap serta arus DC dan AC bergantung waktu pada propagasi saraf tipe 1 dan 2. Analisis sistem dinamik saraf tipe 1 dan 2 pada model Morris- Lecar 1981, serta sinkronisasi sistem saraf terkopel pada jaringan kompleks lebih dari satu saraf.

1.3 Perumusan Masalah 1.

Bagaimana tingkat ketepatan metode RK-4 terhadap pola propagasi saraf tipe 1 dan 2 dengan berbagai variasi nilai arus terapan pada model? 2. Apakah variasi nilai arus terapan pada model Morris-Lecar mempengaruhi pola potensial aksi pada saraf ? 3. Bagaimana karakteristik sistem dnamik pada model Morris-Lecar dapat menjelaskan secara kualitatif pola propagasi saraf tipe 1 dan 2? 4. Bagaimana pola propagasi dan sinkronisasi saraf tipe 1 dan 2 pada sistem saraf kompleks terkopel?

1.4 Hipotesis 1.

Metode RK-4 memiliki keakuratan yang tinggi pada simulasi pola penjalaran saraf. 2. Karakteristik sistem dinamik pada model ML untuk tipe 1 adalah saddle-node dan untuk tipe 2 adalah Andronov-Hopf. 3. Pola propagasi pada sistem kompleks memiliki jenis sinkronisasi sefase dan berbeda fase pada tiap sel saraf terkopel.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Saraf 2.1.1 Neurofisiologi Saraf “neuron” adalah suatu sel saraf yang merupakan unit anatomis dan fungsional dari sistem saraf. Secara fisiologi,saraf terdiri dari tiga bagaian utama yaitu: dendrit, badan sel atau soma, dan axon. 1 Dendrit merupakan bagian masukan dari sebuah saraf dan penerima masukan sinaptik dari luar Pada penelitian ini, digunakan model yang telah di pubikasikan oleh Cathy Morris dan Harold Lecar 1981 ML Model. 24 Model ini diturunkan dari hasil eksperimen mengenai sifat listrik dari serat otot angsa putih Barnacle Muscle Fiber BMA yang menunjukan aktivitas listrik saat diterapkan suatu arus luar. Serat ini terutama mengandung beda potensial saluran kalium voltage gated K + dan arus Ca + dengan sebuah arus K + yang diaktifkan oleh Ca + di bagian dalam sel. Kedua parameter ini sangat berperan dalam aktivasi potensial listrik pada BMA yang dapat terjadi melalui suatu mekanisme perbedaan konduktansi Ca + dalam aktivasi dan beda potensial K + untuk pemulihan. 24 Model ini terdiri dari persamaan dua dimensi yang melibatkan parameter arus dan kapasitansi membran, dengan parameter aktivasi utama berdasarkan nilai konduktansi dari saluran kalsium dan kalium pada membran. Secara matematis, pada model ini digunakan suatu fungsi persamaan kemungkinan yang diturunkan dengan asumsi bahwa dalam sebuah kesetimbangan keadaan stabil, keadaan terbuka dan tertutup nya saluran pada membran dibatasi distribusi Boltzmann. Dengan demikian, keterlibatan parameter dalam model dua dimensi ini dapat memudahkan dalam analisisnya baik secara fisika maupun mengenai sistem dinamiknya terhadap interpretasi fungsi biologi dari membran pada saraf dalam suatu jaringan tubuh. Metode analisis yang dipakai pada penelitian ini adalah dengan penerapan penggunaan perangkat lunak untuk komputasi. Metode yang digunakan adalah analisis numerik persamaan differensial PD yang terbagi atas visualisasi penjalaran impuls dengan menggunakan metode Rungge-Kutta 4 RK-4, analisis sistem dinamik meliputi bifurkasi dan ruang fase, serta metode sinkronisasi penjalaran impuls pada saraf kompleks lebih dari satu sel saraf. Simulasi yang dilakukan pada penelitian ini menggunakan MATLAB sebagai sarana pengolah data dari analisis kuantitatif model persamaan matematis.

1.2 Tujuan Penelitian