Mungkinkah Daerah Batang Otak yang Kecil Menjadi Jawaban atas Insomnia?
Para peneliti di Universitas Lausanne telah menemukan fungsi baru “locus coeruleus” otak dalam mengatur tidur dan gangguannya. Wilayah ini memainkan peran penting dalam transisi antara tidur NREM dan REM sambil mempertahankan kesadaran halus dan tidak disadari terhadap lingkungan eksternal. Namun, stres mengganggu aktivitasnya sehingga menyebabkan penurunan kualitas tidur.
Gangguan tidur berdampak pada semakin banyak orang dan menimbulkan risiko besar terhadap kesehatan mereka. Pada mamalia, tidur ditandai dengan siklus bergantian antara dua keadaan berbeda: tidur gerakan mata tidak cepat (NREM) dan tidur gerakan mata cepat (REM).
Namun, peraturan yang mengatur siklus ini masih kurang dipahami. Sebuah penelitian yang dipimpin oleh Profesor Anita Lüthi, seorang peneliti di Departemen Ilmu Saraf Fundamental di Fakultas Biologi dan Kedokteran di Universitas Lausanne (UNIL), untuk pertama kalinya menunjukkan bahwa locus coeruleus (LC), suatu wilayah batang otak, adalah terlibat dalam organisasi tidur.
LC sejauh ini dikenal sebagai pengatur utama kemampuan bereaksi terhadap situasi menantang saat terjaga, bukan saat tidur. Studi yang dilakukan oleh Anita Lüthi dan dipublikasikan di Ilmu Saraf Alam sekarang menunjukkan bahwa LC menentukan kapan transisi antara dua kondisi tidur dimungkinkan, menunjukkan bahwa area otak ini sangat penting untuk siklus normal kondisi tidur.
Lebih lanjut, tim menemukan bahwa pengalaman di siang hari, terutama stres, mengganggu aktivitas LC selama tidur dan mengakibatkan siklus tidur tidak teratur dan terlalu sering terbangun. Penemuan ini memberikan wawasan penting untuk pemahaman yang lebih baik tentang gangguan tidur dan dapat mengarah pada perbaikan pengobatan.
Struktur tidur didefinisikan ulang
LC, yang telah lama dikenal sebagai pusat produksi noradrenalin – hormon utama yang mengatur kemampuan kita merespons tantangan lingkungan dengan menggerakkan otak dan tubuh – sangat penting untuk kewaspadaan kognitif. Selama tidur, aktivitasnya menjadi berfluktuasi, bergantian antara puncak dan lembah dengan interval sekitar 50 detik.
Peran kegiatan ini masih kurang dipahami sampai sekarang. Berkat penerapan teknologi canggih, ahli saraf UNIL telah mampu secara khusus menargetkan jalur saraf di wilayah otak ini pada tikus. “Kami menemukan bahwa puncak dan titik terendah aktivitas LC yang berfluktuasi memainkan peran penting dalam pengaturan tidur. Ini adalah elemen struktural baru dari tidur; fungsinya seperti jam,” jelas Georgios Foustoukos, salah satu dari tiga penulis utama studi tersebut.
Hasilnya menunjukkan bahwa tidur terdiri dari unit-unit struktural yang sebelumnya tidak diketahui, di mana dua fungsi dikoordinasikan secara berurutan. Selama puncak aktivitas LC, bagian otak subkortikal memasuki kondisi seperti terjaga, berkat noradrenalin, sehingga memungkinkan kewaspadaan bawah sadar terhadap lingkungan dan potensi bahaya. Sebaliknya, selama masa palung, transisi ke tidur REM dimungkinkan.
Dua fungsi utama untuk tidur restoratif
Dalam kondisi normal, tidur NREM manusia terdiri dari empat tahapan berbeda yang mencakup tahapan tidur terdalam. Tidur REM, sebaliknya, ditandai dengan aktivitas otak tinggi yang berhubungan dengan mimpi dan memakan waktu sekitar seperempat malam. Biasanya malam bergantian, secara terkoordinasi, antara keadaan NREM dan REM, memungkinkan tubuh dan pikiran untuk beristirahat dan memulihkan diri. Ahli saraf UNIL telah mengidentifikasi LC sebagai penjaga gerbang transisi ini, yang secara tepat mengontrol kapan peralihan dari tidur NREM ke REM dapat terjadi, terutama pada saat aktivitasnya rendah.
Sebaliknya, para ilmuwan menemukan bahwa ketika aktivitas LC meningkat, lebih banyak noradrenalin dilepaskan ke otak, membuat area tertentu di otak lebih rentan untuk terangsang, namun tanpa benar-benar membangunkan organisme tersebut. Keadaan ini mewakili jenis gairah yang sebelumnya tidak diketahui yang menghasilkan kewaspadaan terhadap lingkungan dan tubuh selama tidur, memfasilitasi kebangkitan yang lengkap dan cepat jika terjadi keadaan darurat. “Dengan kata lain, otak setengah terjaga di tingkat subkortikal, sementara otak tertidur di tingkat kortikal,” kata Anita Lüthi.
Harapan untuk gangguan tidur
Wawasan penting lainnya dari penelitian ini adalah pengamatan bahwa pengalaman stres selama terjaga pada tikus dapat mengganggu tidur dengan meningkatkan aktivitas LC, yang menunda permulaan tidur REM dan memecah tidur NREM dengan menyebabkan terlalu banyak terbangun. Ini menyangkut bagian subkortikal dan kortikal otak. Bagi Anita Lüthi, temuan ini membuka jalan bagi penerapan klinis baru bagi orang-orang yang menderita gangguan tidur: “Penemuan kami dapat membantu lebih memahami gangguan tidur yang terkait dengan gangguan kesehatan mental seperti kecemasan atau gangguan tidur lainnya. Selain itu, mereka menawarkan jalan untuk pengobatan baru, seperti menggunakan LC sebagai biomarker untuk memantau dan berpotensi memperbaiki siklus tidur. Kekuatan dari pekerjaan kami adalah kami membawa aktivitas saraf otak yang sedang tidur selangkah lebih dekat ke ukuran tidur manusia yang kami ketahui dari rumah sakit.” Kolaborasi klinis dengan Rumah Sakit Universitas Lausanne (CHUV) telah dimulai untuk menilai apakah mekanisme yang diidentifikasi pada tikus dapat diterapkan pada tidur manusia.
Terakhir, penelitian ini juga memberikan petunjuk untuk lebih memahami tidur melalui evolusi jenis. Berbeda dengan mamalia yang memiliki dua kondisi tidur yang jelas berbeda, beberapa spesies purba seperti reptil tidak menunjukkan dualitas yang jelas. Namun, beberapa reptil menunjukkan dua jenis tidur yang bergantian dalam jangka waktu sekitar 50 detik. Hal ini menunjukkan bahwa prekursor aktivitas LC sudah ada untuk menyusun tidur purba mereka.
Referensi: “Fluktuasi aktivitas lokus coeruleus noradrenergik infraslow adalah penjaga gerbang siklus tidur NREM–REM” oleh Alejandro Osorio-Forero, Georgios Foustoukos, Romain Cardis, Najma Cherrad, Christiane Devenoges, Laura MJ Fernandez dan Anita Lüthi, 25 November 2024, Ilmu Saraf Alam.
DOI: 10.1038/s41593-024-01822-0
