Model Matematik Tidur
Walaupun terdapat kemajuan dalam perubatan moden, para saintis mengakui bahawa pemahaman kita tentang tidur adalah terhad pada tahap terbaik.
Jawapan untuk soalan asas seperti "mengapa saya tidak boleh tidur?" atau "mengapa saya perlu tidur sama sekali?" tetap tidak diketahui.
Dalam usaha untuk lebih memahami kitaran bangun tidur, para penyelidik di Institut Politeknik Rensselaer beralih ke matematik daripada kajian otak tradisional dan kajian tidur.
Profesor matematik Mark Holmes dan pelajar siswazahnya Lisa Rogers mengembangkan model komputer yang dapat dimanipulasi dengan mudah oleh saintis dan doktor lain untuk meramalkan bagaimana perubahan persekitaran, perubatan, atau fizikal akan mempengaruhi tidur seseorang.
Model mereka juga akan memberi petunjuk kepada dinamika paling asas dalam kitaran tidur-bangun.
"Kami ingin membuat alat yang sangat interdisipliner untuk memahami kitaran tidur-bangun," kata Holmes.
"Kami mendasarkan model tersebut pada penemuan biologi terbaik dan terbaru yang dikembangkan oleh pakar neurobiologi pada pelbagai fasa kitaran dan membina persamaan matematik kami dari landasan tersebut. Ini telah mencipta model yang tepat secara matematik dan biologi dan berguna untuk pelbagai saintis.
"Ini juga merupakan contoh penting bagaimana matematik terapan dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah nyata dalam sains dan perubatan," lanjut Holmes.
Untuk membuat model itu, para penyelidik benar-benar menggulung lengan baju dan membawa ke makmal sebelum mereka meletakkan pensil ke kertas pada persamaan matematik. Rogers menghabiskan musim panas lalu dengan ahli neurobiologi di Harvard Medical School untuk belajar mengenai biologi otak. Dia menyiasat peranan neurotransmitter tertentu dalam otak pada pelbagai titik dalam kitaran tidur.
Karya tersebut mengajar Rogers bagaimana membaca data EEG (electroencephalography) dan EMG (electromyography) mengenai gelombang otak dan aktiviti otot yang berlaku semasa kitaran tidur. Data biologi ini akan menjadi asas pengiraan matematik mereka.
Asas penyelidikan ini membolehkan pasukan untuk mengembangkan model 11-persamaan besar dari kitaran tidur-bangun. Mereka kini berusaha memasukkan persamaan pembezaan tersebut ke dalam model komputer grafik yang mudah digunakan untuk dikaji oleh ahli biologi dan doktor.
"Kami telah mengembangkan model yang dapat melayani para penyelidik lain sebagai penanda aras kitaran tidur dan tidur yang ideal," kata Holmes.
"Para saintis akan dapat mengambil model ideal ini dan meramalkan bagaimana gangguan yang berbeza seperti kafein atau jet lag akan mempengaruhi kitaran ideal itu. Ini adalah cara yang sangat tidak invasif untuk belajar otak dan tidur yang akan memberikan petunjuk penting tentang bagaimana mengatasi gangguan ini dan membolehkan pesakit tidur lebih baik dan tidak terganggu. "
Sumber: Institut Politeknik Rensselaer
