Menggunakan Antarmuka Otak-Komputer untuk merevolusi penelitian gangguan tidur pada individu dengan Autism Spectrum Disorder.

Bagi mereka yang tidak terbiasa dengan terminologi yang digunakan saat membahas kondisi perkembangan saraf, saya akan menyertakan sedikit kata pengantar untuk tujuan konteks.

“Neurotipikal” mengacu pada tipe otak yang mewakili rata-rata populasi manusia (sekitar 68% secara statistik) . Di sisi lain, istilah "Neurodiverse" dan "Neurodivergent" merujuk pada fungsi otak yang berlawanan dengan yang memiliki otak neurotipikal.

Tidur delapan jam yang sangat didambakan tampaknya merupakan hak lintas yang sesuai dengan ritme sirkadian manusia tradisional. Padahal, bagi individu dengan kondisi neurologis yang tidak teratur, pola istirahat kebiasaan ini lebih mirip dengan lintasan roller coaster parabola.

Ini menimbulkan pertanyaan, bagaimana dan mengapa pola tidur berbeda dari orang ke orang?

Biasanya, ketika tubuh manusia melakukan tindakan yang sama, kami mengharapkan hasil yang konsisten.

Untuk mengawali argumen ini, saya ingin berbagi pengalaman saya sendiri dengan tidur…

Sebagai orang autis sendiri, saya dapat menjelaskan secara langsung masalah pribadi saya tentang tidur atau setidaknya kekurangannya. Sejak usia dini saya tidak pernah menemukan kesenangan dalam kesederhanaan istirahat. Apakah itu ketakutan eksistensial setelah menonton program televisi favorit saya berakhir atau kurangnya konsumsi rangsangan lain, saya tidak pernah menemukan kedamaian dengan membiarkan tubuh saya mati.

Pengantar Tidur

Banyak yang berpikir bahwa tidur dimulai saat Anda memejamkan mata, pada kenyataannya, bagian dari siklus tidur ini sebenarnya disebut "kewaspadaan yang tenang" , ini adalah tahap awal yang dimasuki sebagian besar dari kita sebelum tertidur. Pada bagian ini, neuron Anda mencapai pola yang agak tidak beraturan yang berbeda dari penembakan konstan yang khas yang terjadi saat kita bangun.

Begitu seseorang mencapai fase kedua dari siklus tidur, juga dikenal sebagai tahap tidur non-rapid eye movement (NREM). Neuron ini cenderung melambat karena gelombang otak juga mulai mencapai pola yang lebih lambat. Ciri-ciri fisik lain yang terkait dengan siklus tidur NREM sering kali meliputi; menurunkan suhu tubuh dan memperlambat pernapasan. Dalam tahap NREM, tubuh mengalami tiga tahap tambahan, N1-N3, dan dengan perkembangan setiap tahap, kualitas tidur meningkat. Peneliti memperkirakan bahwa sekitar 75% tidur terjadi pada tahap NREM.

Manfaat Tidur ✅

Tidur sangat penting untuk perkembangan manusia, terutama pada anak-anak. Kualitas tidur yang tinggi sangat mempengaruhi sikap keseluruhan seseorang.

Mari kita hadapi itu, mereka yang sering menahan diri dari istirahat malam penuh, umumnya tampak tidak nyaman berada di dekat mereka. Terlepas dari perilaku negatif seseorang, manfaat tidur juga memengaruhi kesehatan fisik seseorang.

Pentingnya Tidur

• Meningkatkan memori seseorang dan keterampilan memecahkan masalah
• Mengurangi risiko gangguan terkait kurang tidur
• Meningkatkan fungsi kekebalan tubuh yang sehat yang dapat membatasi risiko infeksi virus
• Mengurangi risiko penyakit kardiovaskular

Sekarang, bagaimana para peneliti dan dokter mengukur kualitas tidur seseorang?

Dari perspektif klinis, evaluasi kinerja tidur yang paling umum digunakan terjadi dengan penggunaan polisomnogram . Dalam istilah yang lebih sederhana tes ini dikenal sebagai studi tidur”.

Selama tes, dokter memantau kadar oksigen dalam darah, detak jantung, pola pernapasan, dan gerakan anggota tubuh.

Secara tradisional, polisomnogram digunakan sebagai tes diagnostik untuk menentukan apakah pasien memiliki kondisi seperti berikut; narkolepsi, sleep apnea dan insomnia . Namun, dalam kasus pasien neurodivergen, studi tidur dapat mendeteksi kondisi komorbid apapun yang terkait dengan diagnosis kondisi perkembangan saraf yang sudah ada sebelumnya.

Selain polisomnogram, dokter juga mengukur kualitas tidur melalui aktigrafi . Tes non-invasif ini mengukur tingkat aktivitas seseorang dan istirahat selama periode waktu yang diinginkan. Pasien memakai actigraph di pergelangan tangan tangan yang dominan. Perangkat ini seringkali memberikan data kepada dokter yang kemudian diterapkan dengan algoritme matematika untuk menentukan pola yang terjadi saat pasien terjaga dan tertidur.

Tidur Neuroanatomy

Struktur berikut di otak manusia sangat berkontribusi pada fungsi tidur.

Hipotalamus

Struktur kecil ini bersembunyi jauh di dalam otak dan merangkum sel-sel saraf yang mengontrol perilaku tidur.

Hipotalamus juga merupakan rumah bagi nukleus suprakiasmatik, hal ini memengaruhi informasi yang diterima oleh paparan cahaya dari mata. Pasien dengan cedera pada SCN mereka sering kehilangan kemampuan untuk mengidentifikasi cahaya dalam siklus tidur mereka, oleh karena itu mereka memiliki kontrol lebih besar untuk bangun atau melanjutkan tidur.

Batang Otak

Batang otak bertindak sebagai media komunikasi ke dan dari hipotalamus.

Neurokimia GABA (γ-Aminobutyric acid ) diproduksi dari dua struktur ini yang berkontribusi terhadap pengurangan aktivitas stimulasi yang terkait dengan gairah. Tanpa batang otak, kita tidak akan bisa "menghilangkan stres" dalam bentuk relaksasi otot yang KRITIS untuk tahap tidur REM.

Korteks Cerebral

Struktur penting lainnya termasuk korteks serebral yang bertanggung jawab untuk memori jangka panjang dan pemrosesan informasi.

Thalamus membantu mentransmisikan informasi ini ke korteks serebral. Saat tubuh Anda memasuki tahap tidur REM, thalamus menggerakkan gambar dan efek sensorik lainnya yang terjadi saat kita bermimpi.

Kelenjar Pineal

Kelenjar pineal bekerja untuk menerima sinyal dari nukleus suprachiasmatic (SCN) dan mengarah pada produksi melatonin . Hormon ini tercipta saat otak Anda terpapar kegelapan. Melatonin juga membantu mengatur waktu ritme sirkadian Anda (24 jam tubuh Anda).

Pasien dengan kehilangan penglihatan biasanya mengonsumsi suplemen melatonin untuk mendukung kekurangan cahaya yang tidak mereka lihat.

Otak Depan Basal

Otak depan basal terletak di antara bagian depan dan bawah otak.

Pelepasan adenosin terjadi dari sel-sel di otak depan basal dan bagian otak lainnya. Adenosine adalah produk kimia dari energi seluler. Ini meningkatkan dorongan dan kebutuhan Anda untuk tidur. Obat yang berbeda seperti kafein menetralkan produksi adenosin yang menghalangi rasa kantuk.

Autisme + Tidur

Apa itu autisme?

Autism Spectrum Disorder adalah kondisi perkembangan saraf yang disebabkan karena kelainan pada otak manusia.

Karena autisme adalah spektrum, gejala bervariasi dalam tingkat keparahan dari orang ke orang. Sebagai orang autis, saya biasanya kesulitan memahami isyarat sosial.

“ Sebanyak 80% penyandang autisme mengalami kesulitan tidur”

Sumber — Sleepopolis

Sementara sebagian besar, otak manusia tampaknya tidak berbeda dari orang ke orang setidaknya dalam arti struktural, hal ini terbukti tidak benar untuk individu dengan kondisi perkembangan saraf.

Dalam sebuah artikel yang diterbitkan oleh Dara Manoach, Ph.D. dari Harvard Medical School, kelainan dalam pola tidur individu autis terbukti hadir dari bukti yang ditemukan melalui neuroimaging. Hal ini disebabkan penurunan fungsi di sirkuit thalamocortical.

Apa itu Sirkuit Talamokortikal?

Secara sederhana, ini adalah media komunikasi antara mata dan korteks serebral.

Larutan?

Ketika teknologi yang muncul mulai mengubah wajah kedokteran, persimpangan antara perangkat fisik dan organ manusia mendapatkan kembali prevalensinya. Dalam proposal penelitian Dana Manoach seputar pemahaman mengapa individu autis mengalami disfungsi sirkuit thalamocortical, dia menggunakan teknologi antarmuka otak-komputer.

“Karena studi tidur berbasis laboratorium skala besar sangat mahal dan memberatkan, tujuan pertama dari proyek ini adalah untuk memvalidasi metodologi dan menetapkan kelayakan studi tidur di rumah skala besar di ASD menggunakan elektroensefalografi yang dapat dipakai yang tersedia secara komersial ( perangkat EEG).

( SFARI | Mencirikan Fisiologi Tidur pada Autisme: Jalan Dari Gen ke Pengobatan , nd).

Apa itu perangkat Elektroensefalografi (EEG)?

Perangkat elektroensefalografi adalah elektrogram yang merekam aktivitas otak.

Sensor elektroda dengan cakram logam miniatur dipasang ke kabel yang diletakkan di atas kepala pasien. Sensor ini mendeteksi setiap perubahan muatan listrik yang dihasilkan oleh pergerakan neuron Anda.

• Neuron = Sel Otak

Sementara kunci untuk membuka perbedaan ritme sirkadian antara individu neurotipikal dan neuroatipikal belum ditemukan. Saya merasa bahwa solusinya terletak di kedalaman perangkat komputasi otak.

Bagi mereka yang berbagi kegembiraan serupa di bidang ini, saya telah menyertakan beberapa tautan di bawah ini untuk menambah pengetahuan Anda tentang topik ini…

• Saluran youtube fokus BCI favorit saya, https://www.youtube.com/c/thebciguys
• Antarmuka Otak-Komputer dalam Kedokteran
• Integrasi Klinis BCI non-invasif
• Apa Arti Antarmuka Otak-Komputer bagi Pekerjaan Masa Depan
• Cara Mengontrol Berbagai Hal Menggunakan Otak Anda (dan Perangkat Keras Sumber Terbuka)

Nama saya Lauren dan saya berusia 18 tahun yang bersemangat membuat dunia inklusif saraf ♾️ melalui pemanfaatan teknologi. Seperti yang kau lihat? Lihat sisa jejak digital saya di https://linktr.ee/laurengp .