Aproksimasi Osilator Chaotic dan Persamaan Fokker-Planck Pada Model Bursting Neuron Hindmarsh-Rose

Abstract

Model matematika dalam sistem biologi merupakan model ilmiah dan salah satu bidang yang menjadi awal berkembangnya biofisika. Studi tentang fisiologi membran yang pada beberapa dekade lalu telah dipahami bahwa terjadi proses dasar sistem komunikasi unik elektrokimia yang berperan penting dalam sistem syaraf kita. Otak dan setiap subsistem lain pada sistem syaraf terdiri dari sel yang disebut neuron. Dalam neuron terdapat axon berupa struktur panjang menyerupai tabung (Edelstein, 1988) dan diketahui bahwa di dalam axon terjadi propagasi sinyal syaraf yang berasal dari listrik yang timbul secara alami. Setelah terjadi ionisasi dibagian yang disebut axon hillock, propagasi sinyal syaraf turun melalui axon ke terminal berikutnya dengan konveksi bebas (synapses) yang dekat dengan neuron. Sinyal propagasi tersebut disebut sebagai ”potensial aksi”. Sebuah neuron memiliki bagian yang disebut dendrit yang menerima sinyal yang diterimanya dan membawanya menuju soma (badan sel). Secara detail peristiwa elektrokimia yang terjadi pada neuron sangatlah kompleks. Diketahui bahwa sinyal neuronal berjalan sepanjang membran sel dari axon dalam bentuk beda potensial lokal sepanjang membran. Dalam keadaan istirahat, sitoplasma (cairan sel) dalam axon memiliki komposisi ionik yang membuat bagian dalam sel berpotensial negatif (beda potensial -70 mV) karena dipengaruhi oleh bagian luar sel. Perbedaan potensial menyebabkan metabolisme dalam sel dengan pompa aktif yang terletak pada membrannya. Secara kontinyu terjadi transport ion (Na+) keluar sel dan membawa ion potassium (K+) ke arah sebaliknya, sehingga gradien konsentrasi dapat dipertahankan.