Mengapa Kita Tidur? Jawaban Mungkin Berubah Seiring Waktu

Share on facebook
Share on twitter
Share on whatsapp
Bayi tidur sekitar dua kali lebih banyak daripada orang dewasa, dan mereka menghabiskan sebagian besar waktu tidur mereka dalam kondisi REM

Manusia menghabiskan sekitar sepertiga dari hidupnya untuk tidur. Hal ini merupakan bahan perdebatan dari para ilmuan sejak lama tentang mengapa kita menghabiskan sebagian besar waktu kita untuk tidur. Namun kini, sebuah penelitian terbaru menunjukkan bahwa alasan utama kita untuk tidur dimulai dari satu hal, dan kemudian hal tersebut berubah pada usia yang sangat spesifik.

Terdapat dua teori utama mengenai mengapa kita tidur yang berfokus pada otak. Salah satu teori mengatakan bahwa otak manusia menggunakan tidur untuk mengatur ulang koneksi antar selnya, dan membangun jaringan listrik yang menjaga dan mendukung memori serta kemampuan kita untuk belajar. Sedangkan teori lainnya mengatakan bahwa otak membutuhkan waktu untuk membersihkan sisa metabolisme yang menumpuk sepanjang hari.

Dua teori tersebut telah menjadi bahan perdebatan dari para ahli saraf, yakni tentang fungsi mana yang menjadi alasan utama untuk tidur. Akan tetapi dengan studi terbaru, mengungkapkan bahwa jawaban akan pertanyaan tersebut mungkin berbeda untuk bayi dan orang dewasa.

Dalam studi tersebut, yang diterbitkan 18 September di jurnal Science Advances, para peneliti menggunakan model matematika untuk menunjukkan bahwa bayi menghabiskan sebagian besar waktu tidur mereka sebagai “deep sleep“, yang juga dikenal sebagai tidur gerakan mata acak (REM), sementara otak mereka bekerja dengan cepat untuk membangun hubungan baru antar sel dan juga tumbuh semakin besar. Kemudian, tepat sebelum balita mencapai usia 2,5 tahun, jumlah tidur REM mereka menurun drastis oleh karena otak mereka beralih ke mode pemeliharaan, dimana otak sebagian besar menggunakan waktu tidur untuk membersihkan dan memperbaiki.

Van Savage, seorang profesor ekologi dan biologi evolusioner dan kedokteran komputasi di Universitas California, Los Angeles dan Santa Fe Institute mengatkana bahwa dirinya dan rekan-rekan studinya terkejut bahwa transisi tersebut begitu tajam. Para peneliti juga mengumpulkan data pada mamalia lain, yaitu kelinci, tikus, dan marmot, dan menemukan bahwa tidur mereka mungkin juga mengalami transformasi yang serupa. Namun demikian, masihlah terlalu dini untuk mengetahui apakah pola ini konsisten di berbagai macam spesies yang butuh tidur.

Meski begitu, menurut Laila Tarokh, seorang ahli saraf dan Pemimpin Kelompok di Rumah Sakit Psikiatri dan Psikoterapi Anak dan Remaja Universitas di Universitas Bern yang tidak terlibat dalam studi tersebut, dirinya berpikir dalam kenyataannya, transisi tersebut memiliki kemungkinan tidak terlalu tajam. Laju perkembangan otak sangat bervariasi antara satu individu dan individu lainnya, dan para peneliti memiliki titik data yang cukup “jarang” di antara usia 2 dan 3 tahun. Jika para peneliti mempelajari individu melalui waktu seiring bertambahnya usia, mereka mungkin menemukan bahwa transisi tidak terlalu mendadak dan berjalan lebih natural, atau usia transisi dapat bervariasi antar individu, tambahnya.

Hipotesis yang Muncul 

Di dalam studi sebelumnya, yang diterbitkan pada tahun 2007 di jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences, Savage beserta fisikawan teoretis Geoffrey West menemukan bahwa ukuran dan kecepatan metabolisme dari otak hewan secara akurat dapat memprediksi jumlah waktu tidur hewan, bahkan lebih akurat dibandingkan melihat ukuran tubuh hewan secara keseluruhan. Secara umum, hewan besar dengan otak besar dan tingkat metabolisme otak yang rendah tidur lebih sedikit daripada hewan kecil dengan ciri-ciri yang berkebalikan.

Aturan tersebut berlaku untuk berbagai spesies yang berbeda dan di antara anggota spesies yang sama. Sebagai contoh, tikus tidur lebih banyak daripada gajah, dan bayi yang baru lahir tidur lebih banyak daripada manusia dewasa. Namun demikian, jika diketahu bahwa waktu tidur berkurang saat otak bertambah besar, para penulis studi bertanya-tanya seberapa cepatkah perubahan tersebut terjadi pada hewan yang berbeda, dan apakah hal trsebut berkaitan dengan fungsi tidur dari waktu ke waktu. 

Untuk memulai menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, para peneliti mengumpulkan data yang ada mengenai jumlah tidur manusia, dengan mengumpulkan beberapa ratus data dari bayi yang baru lahir dan anak-anak hingga anak berusia 15 tahun. Mereka juga mengumpulkan data tentang ukuran otak dan tingkat metabolisme, kepadatan koneksi antara sel-sel otak, ukuran tubuh dan tingkat metabolisme, serta rasio waktu yang dihabiskan dalam tidur REM versus tidur non-REM pada usia yang berbeda. Para peneliti menarik poin data-data tersebut dari lebih dari 60 studi secara keseluruhan. 

Tarokh mencatat bahwa bayi tidur sekitar dua kali lebih banyak daripada orang dewasa, dan mereka menghabiskan sebagian besar waktu tidur mereka dalam kondisi REM. Namun terdapat pertanyaan lama mengenai apakah fungsi dari kondisi tersebut.

Penulis studi membangun model matematika untuk melacak semua titik data yang bergerak ini sepanjang waktu dan melihat pola apa yang muncul di antara bergerakan mereka. Mereka menemukan bahwa tingkat metabolisme otak tinggi ketika mereka berada di masa bayi ketika organ tersebut membangun banyak hubungan baru antar sel, dan hal memiliki korelasi dengan lebih banyak waktu yang dihabiskan dalam tidur REM. Mereka menyimpulkan bahwa tidur REM berjam-jam pada masa bayi mendukung perubahan model yang cepat di otak, oleh karena jaringan baru terbentuk dan bayi mendapatkan keterampilan baru. Kemudian, Savage mengatakan, di antara usia 2 dan 3 tahun, “koneksi tidak berubah secepat itu,” sehingga jumlah waktu yang dihabiskan di REM berkurang.

Pada waktu tersebut, laju metabolisme sel di korteks serebral, yakni permukaan otak yang keriput, juga berubah. Pada masa bayi, tingkat metabolisme sebanding dengan jumlah koneksi yang ada antara sel-sel otak ditambah energi yang dibutuhkan untuk membuat koneksi baru di jaringan. Ketika laju konstruksi melambat, makapun juga laju metabolisme relatif. 

Tarokh mengatakan bahwa dalam beberapa tahun pertama kehidupan, akan terlihat bahwa otak membuat banyak sekali koneksi baru dan seiring waktu akan terus berkembang. Hal tersebutlah yang membuat para peneliti melihat semua keterampilan baru tersebut muncul. Psikolog perkembangan menyebut keadaan ini sebagai “periode kritis” neuroplastisitas, yakni kemampuan otak untuk menjalin hubungan baru di antara sel-selnya.

Tarokh menambahkan bahwa bukan karena plastisitas hilang setelah periode kritis itu, akan tetapi pembangunan koneksi baru melambat secara signifikan, seperti yang ditunjukkan oleh model matematika baru. Pada saat yang sama, rasio tidur non-REM dan REM meningkat, mendukung gagasan bahwa non-REM lebih penting dan dibutuhkan untuk pemeliharaan otak daripada neuroplastisitas.

Savage mengatakan bahwa ke depannya, penulis studi berencana untuk menerapkan model matematis tidur mereka kepada hewan lain untuk melihat apakah peralihan serupa dari reorganisasi ke perbaikan terjadi di awal pengembangan.

Penulis utama studi, Junyu Cao, seorang asisten profesor di Departemen Informasi, Risiko, dan Manajemen Operasi di The University of Texas di Austin mengatakan bahwa manusia dikenal memiliki jumlah perkembangan otak yang tidak biasa yang terjadi setelah lahir. Cao sendiri memainkan peran kunci dalam mengumpulkan data dan melakukan penghitungan untuk laporan tersebut. Dan oleh karenanya, dapat dibayangkan bahwa transisi fase yang dijelaskan di sini untuk manusia dapat terjadi lebih awal bila dibandingkan spesies lain, bahkan mungkin sebelum kelahiran.

Dalam hal tidur manusia, Tarokh mencatat bahwa pola aktivitas listrik yang berbeda, yang dikenal sebagai osilasi, terjadi pada tidur REM bila dibandingkan dengan non-REM; studi masa depan dapat mengungkapkan apakah dan bagaimana osilasi tertentu membentuk otak seiring bertambahnya usia, mengingat jumlah waktu yang dihabiskan dalam perubahan REM. Secara teoritis, gangguan dalam pola-pola ini dapat berkontribusi pada gangguan perkembangan yang muncul pada masa bayi dan anak usia dini, tambahnya. Namun demikian, sekali lagi, hal tersebut masih berupa hipotesis.

Sumber:
Disadur dari situs livescience. Materi berasal dari Live Science. Naskah pertama kali ditulis oleh Nicoletta Lanese. Note: Naskah telah mengalami penyesuaian gaya dan panjang.

.

Narantaka Jirnodora

Narantaka Jirnodora

Terbaru

Ikuti