Pengembangan Model Dinamika Basal Ganglia Thalamus (BGTH) dan Respon Imunoterapi pada Penyakit Parkinson

Abstract

Penyakit Parkinson merupakan penyakit neurodegeneratif progresif yang ditandai dengan degenerasi neuron dopaminergik di substantia nigra pars compacta (SNc). Penyakit ini menyebabkan gangguan pada sistem basal ganglia thalamus (BGTH) serta gejala motorik seperti bradikinesia, rigiditas, dan tremor. Selain kekurangan dopamin, penumpukan protein a-synuclein yang mengalami misfolding menyebabkan aktivasi mikroglia yang berlebihan dan mempercepat degenerasi neuron. Penelitian terdahulu memodelkan sistem BGTH dan respons imun secara terpisah, sehingga keterkaitan antara proses imunoterapi dan gangguan sistem BGTH tidak terintegrasi. Penelitian ini bertujuan mengembangkan model matematika terintegrasi yang menggabungkan model dinamika sistem BGTH dengan respons imunoterapi, untuk mengevaluasi efektivitas imunoterapi dalam menghambat progresi penyakit Parkinson. Kedua model diintegrasikan melalui parameter imunoterapi sebagai variabel kontrol yang mengatur perubahan konsentrasi a-synuclein. Perubahan tersebut digunakan untuk memodulasi konduktansi sinaptik antar-nukleus pada model BGTH. Simulasi dilakukan menggunakan MATLAB pada kondisi fisiologis, patologis, dan pasca-imunoterapi dengan tiga tingkat efektivitas (rendah, sedang, maksimal). Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada kondisi Parkinson terjadi perubahan pola firing neuron yang ditandai dengan penurunan aktivitas GPe (globus pallidus externa) serta peningkatan aktivitas STN (subthalamic nucleus) dan GPi (globus pallidus interna). Perubahan tersebut meningkatkan inhibisi terhadap TH (thalamus) sehingga mengganggu transmisi sinyal motorik. Pemberian imunoterapi mampu memperbaiki pola firing neuron dan mengembalikan aktivitas sistem BGTH menuju kondisi normal.