Manusia menghabiskan hampir sepertiga hidup mereka tertidur. Pergi tanpa tidur akan benar-benar membuat Anda menjadi gila dan akhirnya membunuh Anda. Sudah jelas bahwa shut-eye sangat penting bagi kemampuan tubuh untuk berfungsi.
Tapi tidak ada yang tahu tidur apa sebenarnya.
“Ini agak memalukan,” kata Dr. Michael Halassa, seorang neuroscientist di New York University. “Sudah jelas mengapa kita perlu makan, misalnya, dan bereproduksi … tapi tidak jelas mengapa kita perlu tidur sama sekali.” [5 Penemuan Tidur yang Mengejutkan]
Kita rentan saat kita tidur, jadi apa pun yang dilakukan tidurnya, pasti sepadan dengan risiko otak yang sebagian besar offline. Ada beberapa teori tentang mengapa kita tidur, dan walaupun tidak ada satupun yang benar-benar padat, beberapa mencoba menjelaskan apa yang terjadi setiap malam, menarik penelitian tentang topik mulai dari proses seluler hingga kognisi. Periset mengatakan bahwa memang tampak jelas bahwa tidur adalah kunci kemampuan otak untuk menata ulang dirinya sendiri – sebuah fitur yang disebut plastisitas.
Tahap tidur
Tidak sulit membuktikan bahwa tidur itu penting. Tikus yang benar-benar kekurangan tidur meninggal dalam dua atau tiga minggu, menurut penelitian oleh perintis ilmuwan tidur Universitas Chicago Allan Rechtschaffen. Tidak ada yang melakukan percobaan serupa pada manusia, karena alasan yang jelas, namun sebuah studi tahun 2014 yang diterbitkan di The Journal of Neuroscience menemukan bahwa hanya 24 jam kurang tidur menyebabkan orang sehat memiliki halusinasi dan gejala skizofrenia lainnya.
Salah satu alasan sulit untuk mendapatkan pegangan mengapa kita tidur adalah bahwa tidur sebenarnya cukup sulit untuk diisolasi dan dipelajari. Studi kekurangan tidur adalah cara yang paling umum untuk mempelajari tidur, kata Marcos Frank, seorang ilmuwan syaraf di Universitas Washington, namun merampas seekor hewan tidur yang mengganggu banyak sistem biologisnya. Sulit untuk mengetahui hasil mana yang secara langsung terkait dengan kurang tidur daripada, katakanlah, stres.
Alasan lain mengapa tidur sulit dipahami adalah otak bisa melakukan dua hal yang berbeda selama dua tahap utama tidur. Seiring berlalunya waktu, orang tidur bersepeda melalui gerakan mata yang tidak cepat (non-REM) dan tidur dengan gerakan mata cepat (REM). Tidur non-REM ditandai oleh gelombang otak lambat yang disebut gelombang theta dan delta. Sebaliknya, aktivitas listrik otak selama tidur REM terlihat seperti saat seseorang terjaga, namun otot-otot tubuh lumpuh. (Jika Anda pernah mengalami kelumpuhan tidur, itu karena Anda terbangun dari tidur REM sebelum kelumpuhan ini berakhir.)
Studi telah menemukan perbedaan dalam biologi otak selama tahap yang berbeda ini. Misalnya, selama tidur non-REM, tubuh melepaskan hormon pertumbuhan, menurut ulasan biologi biologi tidur tahun 2006 yang diterbitkan oleh Frank dalam jurnal Reviews in the Neurosciences. Juga selama tidur non-REM, sintesis beberapa protein otak meningkat, dan beberapa gen yang terlibat dalam sintesis protein menjadi lebih aktif, tinjauan tersebut ditemukan. Selama tidur REM, sebaliknya, tampaknya tidak ada peningkatan aktivitas produksi protein semacam ini.
Apa yang kita ketahui tentang tidur?
Salah satu kesimpulan yang muncul dari penelitian tidur adalah bahwa tidur memang merupakan fenomena yang berfokus pada otak, kata Frank. Meskipun kekurangan tidur mempengaruhi sistem kekebalan tubuh dan mengubah tingkat hormon dalam tubuh, dampak paling konsisten pada hewan ada di otak. [10 Hal yang Tidak Anda Ketahui Tentang Otak]
“Sistem saraf pusat selalu terkena dampak tidur,” kata Frank. “Mungkin ada hal lain yang ditambahkan evolusi ke fungsi utama tidur, tapi fungsi utama tidur mungkin ada kaitannya dengan otak.”
Ada beberapa bukti bahwa tidur adalah sesuatu yang neuron lakukan saat mereka bergabung dalam jaringan. Bahkan jaringan neuron yang tumbuh di piring lab menunjukkan tahapan aktivitas dan ketidakaktifan yang menyerupai bangun tidur dan tidur, kata Frank. Itu bisa berarti tidur muncul secara alami saat neuron tunggal mulai bekerja sama.
Ini bisa menjelaskan mengapa organisme sederhana pun menunjukkan perilaku seperti tidur. Bahkan elegans Caenorhabditis, cacing mungil dengan hanya 302 neuron, berputar melalui periode sepi dan lesu yang terlihat seperti tidur. Mungkin sistem saraf sederhana pertama yang berkembang menunjukkan periode yang sepi ini, kata Frank, dan saat otak bertambah besar dan kompleks, keadaan tidak aktif juga harus semakin rumit.
“Akan sangat tidak menguntungkan jika memiliki otak yang kompleks seperti rumah kita dimana bagian-bagian yang berbeda jatuh dan keluar dari tidur, jadi Anda perlu beberapa cara untuk mengatur hal ini,” katanya.
Apa yang terjadi saat tidur?
Tapi gagasan bahwa tidur adalah sifat alami jaringan neuron tidak benar-benar menjelaskan apa yang sedang terjadi saat tidur. Di depan, ilmuwan memiliki sejumlah teori. Salah satunya adalah bahwa tidur mengembalikan energi otak, menurut ulasan 2016 dalam jurnal Sleep Medicine Reviews. Selama tidur non-REM, otak hanya mengkonsumsi sekitar setengah glukosa seperti pada saat seseorang terbangun. (Glukosa adalah gula yang membakar sel untuk melepaskan energi.)
Tapi kalau ide tidur yang mengembalikan energi otak itu benar, hubungan antara tidur dan penggunaan energi otak tidak langsung. Misalnya, selama kurang tidur, kerusakan sumber energi yang disebut glikogen meningkat di beberapa bagian otak tapi berkurang pada orang lain. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk memahami kaitan ini. [Misteri Terbesar Tubuh Manusia]
Gagasan lain adalah bahwa tidur memungkinkan otak membersihkan produk beracun yang dihasilkan saat kita bangun. Otak adalah konsumen energi yang sangat besar, yang berarti juga menghasilkan banyak limbah. Beberapa penelitian terbaru menunjukkan bahwa tidur adalah saat ketika otak menyapu dirinya sendiri bersih, kata Frank, namun hasilnya perlu direplikasi.
“Mungkin itu sesuatu yang terjadi dengan tidur,” kata Frank, “tapi mungkin bukan hal yang paling penting yang sedang dilakukan tidur.”
Mungkin teori tidur yang paling menjanjikan sejauh ini adalah bahwa ia memainkan peran utama dalam konektivitas dan plastisitas otak. Plastisitas terlibat dalam pembelajaran dan ingatan. Meskipun tidak jelas bagaimana, banyak bukti menunjukkan bahwa kehilangan tidur dapat menyebabkan masalah dengan memori, terutama memori kerja, proses yang memungkinkan orang menyimpan informasi dengan cara yang mudah diakses saat mengerjakan masalah. Orang yang kurang tidur juga berjuang dengan memilih apa yang harus diperhatikan dan mengatur emosinya.
Tidur satu arah dapat mempengaruhi plastisitas otak adalah melalui pengaruhnya pada sinapsis, atau hubungan antara neuron. Penelitian telah menunjukkan bahwa ketika hewan mempelajari tugas baru, neuron mereka tampaknya memperkuat koneksi sinapsis yang terlibat dalam mempelajari tugas itu selama siklus tidur berikutnya, menurut makalah Sleep Medicine Reviews. Dalam eksperimen di mana peneliti meletakkan patch di atas salah satu mata binatang, sirkuit otak yang terkait dengan informasi visual dari mata itu melemah dalam hitungan jam, menurut penelitian oleh Julie Seibt dari Universitas Surrey. Tidur REM, bagaimanapun, memperkuat sirkuit yang melibatkan mata yang lain, menunjukkan bahwa otak menggunakan tidur untuk menyesuaikan diri dengan perubahan masukan.
“Masih bisa berarti ada sesuatu yang sangat mendasar dan sentral di jantung [tidur], sesuatu yang mendasar yang harus dilakukan sel otak, dan satu hasilnya adalah perubahan plastik,” kata Frank.
Di masa depan, pemahaman tidur yang lebih baik mungkin berasal dari penelitian tentang sel yang disebut sel glia, kata Frank. Sel otak ini, yang namanya secara harfiah berarti “lem”, pernah dianggap sebagian besar inert namun baru ditemukan memiliki berbagai fungsi. Sel glia melebihi jumlah neuron hingga tiga banding satu, kata Frank. Sel Glia dapat mengendalikan aliran cairan serebrospinal ke seluruh otak, yang dapat menyebabkan pembersihan limbah metabolik selama tidur, misalnya.
“Bisa jadi misteri tidur bisa diatasi dengan memahami sel-sel glia yang sangat khusus ini,” kata Frank.
