Tidur adalah fenomena alami yang tersebar luas di antara semua spesies di alam dan telah dipelajari di semua tingkatan. Penelitian tentang tidur telah difokuskan pada tiga bidang utama: apa itu tidur? Apa saja mekanisme tidur? Apa saja fungsi dari tidur? Pertanyaan-pertanyaan ini hanya dapat dijawab dengan bantuan metode penelitian terbaru dalam ilmu saraf dasar dan terapan. Selain itu, studi tentang tidur juga dapat berkontribusi pada pemahaman tentang kesadaran, yang berubah sebagai respons terhadap perubahan aktivitas otak yang disebabkan oleh tidur. Telah diperkirakan selama beberapa dekade bahwa aktivitas otak sangat berkurang atau bahkan menghilang saat seseorang tertidur. Sensasi subjektif seperti merasa kehilangan kesadaran saat tidur dan hilangnya ingatan akan aktivitas mental tampaknya mendukung pandangan ini. Bahkan dua ilmuwan besar seperti Charles Sherrington dan Ivan Pavlov mendukung gagasan ini. Namun, pada tahun 1950-an dan 1960-an, para ilmuwan menemukan fenomena periode bergantian dari gerakan mata cepat (REM) dan gerakan mata lambat (non-REM) saat tidur, dan pandangan tentang tidur ini dibantah. Karena tidur REM dikaitkan dengan mimpi halusinasi, hal ini membuktikan bahwa memang ada tingkat aktivitas otak yang tinggi selama tidur. Tak lama setelah penemuan ini, diketahui bahwa jika otak ‘diaktifkan’ selama tidur REM, input sensorik dan output motorik akan terputus pada saat yang sama, sebuah fenomena yang oleh beberapa peneliti juga disebut secara kiasan sebagai “Fenomena ini juga disebut oleh beberapa peneliti sebagai ‘off-line’ (‘tidak terhubung’). Selama periode tidur REM 90 menit, otak berada dalam kondisi gairah yang tinggi. Periode tidur REM menyumbang 20 persen dari seluruh proses tidur. Fakta ini membantah pandangan yang sebelumnya diterima secara luas bahwa tidur terbentuk karena berhentinya aktivitas otak. Bukti lain juga menegaskan bahwa otak tetap aktif selama tidur. Studi awal tentang aliran darah otak (CBF), yang dilakukan oleh Seymour S. Kety dan, yang mengikutinya, Sokolov, menunjukkan bahwa aliran darah otak berkurang hanya 20% selama kondisi tidur. Selama tidur, telah ditemukan bahwa ada pengurangan aktivitas sel saraf yang hampir sama banyaknya dengan peningkatan laju penembakan impuls saraf. Mengingat korelasi antara aliran darah dan aktivitas sel saraf, tidak mengherankan bahwa fenomena ini terjadi. Bahkan selama tidur NREM, ketika kesadaran benar-benar hilang, otak tetap aktif sampai batas tertentu. Pada penelitian awal yang dilakukan di laboratorium yang mempelajari tentang tidur, para peneliti melakukan studi deskriptif tentang tidur dengan menggunakan teknik-teknik seperti pencitraan otak dan elektroensefalografi kuantitatif (EEG), dan memperoleh hasil yang bermanfaat. Teknik pencitraan mengungkapkan bahwa tingkat aktivitas di area lokal otak berbeda secara signifikan antara dua kondisi aktivasi EEG, tidur REM dan terjaga, dan tingkat aktivitas otak di kedua kondisi tersebut berbeda dengan saat tidur NREM, ketika EEG menunjukkan gelombang lambat bertegangan tinggi daripada gelombang cepat bertegangan rendah. Analisis EEG kuantitatif juga mengungkapkan aktivitas listrik yang berbeda di antara wilayah otak. Data baru ini menunjukkan bahwa otak relatif statis selama tidur NREM, ketika gelombang otak sebagian besar terdiri dari gelombang spindel dan gelombang lambat tegangan tinggi. Namun, penting untuk ditekankan bahwa keadaan diamnya otak secara keseluruhan ini hanya bersifat relatif. Meskipun kesadaran tumpul, otak masih aktif sekitar 80% dan memiliki kapasitas untuk pemrosesan informasi yang baik. Oleh karena itu, gelendong tidur EEG dan gelombang lambat mewakili perubahan rangsangan aktivitas listrik di area kortikal dan talamus otak dan tidak dapat secara subjektif dianggap sebagai “kebisingan”. 1. Mekanisme dan fungsi tidur Secara umum, semua temuan penelitian mendukung dua pandangan. Yang pertama adalah bahwa tidur adalah proses aktif yang dikendalikan oleh otak, bukan hasil pasif dari kondisi tidak sadar; yang kedua adalah bahwa tidur harus dilihat sebagai reorganisasi aktivitas neuron di otak, bukan penghentian aktivitas. Menurut pandangan pertama, jelas bahwa meskipun tidur mamalia terjadi pada waktu istirahat dalam ritme sirkadian, namun pada kenyataannya tidur masih merupakan hasil dari kontrol aktif oleh hipotalamus dan batang otak. Dalam konteks inilah deskripsi Saper baru-baru ini tentang sakelar tidur (untuk detailnya lihat ‘Studi tentang mekanisme regulasi hipotalamus terhadap ritme tidur dan sirkadian pada manusia’) telah mendapatkan penerimaan dan pujian secara luas. Hampir semua mamalia yang telah diteliti menunjukkan pergantian NREM-REM selama tidur, yang menunjukkan bahwa tidur bukan hanya mekanisme universal, tetapi perannya tidak sesederhana konservasi energi yang dibayangkan. Temuan bahwa tidur memiliki mekanisme pengaturan yang terus menerus dan disetel dengan baik lebih lanjut menunjukkan bahwa tidur pasti memiliki fungsi tambahan. Sebagai contoh, penemuan baru-baru ini tentang peran tidur dalam mengendalikan stabilitas energi tubuh dan meningkatkan kemampuan belajar. Hal ini juga mengingatkan kita pada gagasan Stickgold bahwa tidur meningkatkan pembelajaran prosedural (lihat “Proses konsolidasi memori yang bergantung pada tidur” untuk detailnya). Sekarang ada antusiasme baru dalam komunitas penelitian untuk bidang tidur dan pembelajaran. Hal ini terutama disebabkan oleh fakta bahwa para peneliti telah mengamati pada mamalia darat bahwa tidur dapat membantu hewan-hewan ini untuk memperkuat keterampilan motorik yang telah dipelajari. Ada beberapa hewan yang masih dapat belajar bahkan ketika kurang tidur, tetapi ini tidak berarti bahwa hubungan yang telah ditemukan antara tidur dan peningkatan kemampuan belajar tidak ada. Fenomena umumnya adalah bahwa sebagian besar hewan akan menggunakan tidur untuk membantu pembelajaran jika mereka bisa. Ada kesulitan yang lebih sulit untuk dipecahkan dalam menjelaskan pertanyaan tentang bagaimana tidur membantu (atau tidak membantu) memori naratif, yang membutuhkan desain eksperimental yang lebih rumit dan kerja keras untuk melakukannya. Masalah berikutnya yang perlu dipertimbangkan adalah jika memori mengacu pada ingatan sadar dan pengorganisasian dari apa yang telah dipelajari, maka kita bisa mendiskusikan pertanyaan bagaimana tidur membantu memori. Menurut definisi di atas, memori bergantung pada pembelajaran, tetapi sama sekali tidak sama dengan pembelajaran. Studi mendalam tentang perbedaan tidur antar spesies dan antar kelompok usia dari spesies yang sama telah menunjukkan bahwa tidur memiliki beragam fungsi. Fungsi-fungsi ini bervariasi antar spesies, bahkan jika fungsi tertentu tidak ada pada satu spesies. Fakta bahwa fungsi yang sama dapat dicapai pada tahap yang berbeda dari kondisi terjaga tidak berarti bahwa tidur tidak berfungsi, melainkan bahwa spesies yang relatif sedikit tidur harus memiliki saluran lain untuk memenuhi kebutuhan ini, dan ‘plastisitas’ ini jelas multifungsi. Ada banyak fungsi dan mekanisme dalam otak yang terkait dengan tidur. Pandangan inilah yang mengilhami dan mendukung studi filogenetik Siegel (lihat ‘Misteri fungsi tidur mamalia’ untuk detailnya). Filogeni tidur telah dipelajari sejak lama, dan segera menjadi jelas bahwa tidur biasanya hanya terjadi pada theropoda dengan ukuran otak yang relatif besar. Penelitian Allison dan Cichetti menunjukkan bahwa jumlah tidur, kedalaman tidur dan distribusi waktu tidur bervariasi antar spesies untuk beradaptasi dengan ceruk ekologi yang berbeda. Aturan umumnya adalah karnivora besar seperti singa lebih menyukai habitat terbuka dan tidur lebih lama dan lebih nyenyak saat tidak mencari makan dan kawin; sebaliknya, herbivora kecil seperti kelinci lebih suka menggali dan tidur dalam waktu yang lebih singkat karena mereka membutuhkan lebih banyak waktu untuk mencari makan dan kawin. Pada saat yang sama, mereka harus tetap terjaga untuk mencegah pemangsaan. Oleh karena itu, penelitian ini menyimpulkan bahwa jika hewan bisa tidur, mereka akan tidur. Studi tentang tidur manusia juga menunjukkan bahwa tidur sangat bervariasi, karena para peneliti telah mengidentifikasi sejumlah jenis gangguan tidur yang sangat kompleks. Jika tidur dianggap sebagai proses yang diatur secara aktif, maka akan dapat dipahami mengapa beberapa orang tidur sangat sedikit, sementara yang lain tidur sangat banyak, dan yang lain lagi tidur pada waktu yang berbeda dengan orang kebanyakan. Mahowald dan Schenck, yang telah menulis tinjauan tentang gangguan tidur ini, menunjukkan bahwa banyak kondisi yang memisahkan antara tidur dan terjaga dapat sangat mengganggu (lihat “Kemajuan dalam Penelitian Gangguan Tidur” untuk detailnya). Kemajuan ilmiah dan teknologi terbaru dalam tidur memiliki dampak yang signifikan terhadap mimpi. Apa implikasi dari kemajuan teknologi terbaru dalam tidur terhadap teori-teori yang berkaitan dengan mimpi? Berlawanan dengan pandangan Freud tentang mimpi sebagai respons memori terhadap pengalaman di siang hari, data penelitian terbaru menunjukkan bahwa mimpi dicampur dengan sejumlah besar fragmen memori yang tercermin dalam mimpi hingga enam hari sebelumnya. Namun, temuan yang menunggu replikasi sistematis ini menunjukkan bahwa teori apa pun tentang penyebab mimpi harus diterima dengan cara yang toleran dan tidak menghakimi, meskipun tidak memiliki dasar. Penelitian Nielsen ditujukan untuk mengeksplorasi rahasia di balik fenomena ini (lihat “Apa sumber memori mimpi?” untuk detailnya). 2. Tidur dan kesadaran 2. Tidur dan kesadaran Mungkin salah satu perhatian terpenting dalam ilmu tidur modern, misteri sifat kesadaran, tidak dibahas dalam tulisan ini. Tanggapan sesaat menegaskan bahwa kesadaran bergantung pada keadaan. Selama berabad-abad, kita telah salah memahami hubungan antara tidur dan otak karena kita telah membuat penilaian yang keliru bahwa kesadaran berhenti selama tidur dan hanya menjadi aktif kembali ketika kita bangun. Namun, mimpi sesekali membantah teori di atas, tetapi banyak ilmuwan besar, termasuk Sigmund Freud, juga salah mengasumsikan bahwa mimpi hanya terjadi saat bangun tidur. Meskipun benar bahwa tidak ada kesadaran selama tidur NREM, namun tetap saja terjadi perubahan seiring dengan aktivitas otak sesaat setelah tertidur (saat terjadi aktivitas mental seperti mimpi). Aktivitas ini terjadi selama tahap tidur yang lebih dangkal selama tidur NREM dan selama periode tidur REM yang lebih lama dan lebih jelas ketika mimpi berlanjut. Karena tidur dapat memiliki dampak yang signifikan terhadap memori, sulit untuk secara akurat dan andal menggambarkan keadaan aktivitas mental selama tidur. Namun, kita sekarang memahami bahwa kesadaran seseorang berubah sesuai dengan otak selama tahap tidur yang berbeda. Hal ini memberikan lebih banyak dukungan pada hipotesis kondisi kesadaran. Hipotesis ini menyatakan bahwa kondisi kesadaran seseorang berubah dalam arsitektur yang menyerupai template, seperti halnya fungsi otak yang berubah selama siklus tidur-bangun. Salah satu cara untuk mempelajari kesadaran adalah dengan merekam perubahan dalam otak dan perubahan dalam pikiran, dan kemudian dengan cermat menganalisis hubungan di antara keduanya. Jadi, bagaimana aktivitas otak mengatur kesadaran? Studi langsung tentang pengalaman subjektif selama tidur adalah pendekatan yang sangat penting dalam bidang penelitian kesadaran, yang saat ini sedang berkembang pesat. Namun, ada banyak masalah dengan pendekatan terhadap pengalaman subjektif ini, yang telah membuat frustasi para ilmuwan yang paling berani sekalipun. Dan juga penting untuk dicatat bahwa pendapat subjektif individu tidak dapat digunakan sebagai bahan penelitian sama sekali, kecuali jika banyak upaya dilakukan untuk menyaring dan menyaring data subjektif ini. Rata-rata sukarelawan diminta untuk melaporkan aktivitas mental mereka dalam kondisi sangat terjaga, kondisi terjaga, kondisi baru saja tidur, periode tidur NREM, dan periode tidur REM. Para peneliti menilai sukarelawan berdasarkan deskripsi mereka tentang halusinasi, pikiran, dan keterkaitan dengan otak pada saat itu. Halusinasi paling jarang terjadi pada kondisi sangat terjaga dan paling sering terjadi pada saat tidur REM. Sebaliknya, aktivitas berpikir terlihat paling sering dalam keadaan terjaga dan paling jarang selama tidur REM. Fenomena ini menunjukkan bahwa otak mampu melakukan persepsi dan berpikir setelah tidur. Namun, otak tidak dapat melakukan keduanya secara bersamaan. Dalam hal ini, mimpi sama dengan halusinasi dan delusi yang dikenal sebagai penyakit mental. Dalam penelitian lain, para peneliti menguji hipotesis ini. Mereka memberikan Thematic Apprehension Test (TAT) kepada pasien dengan skizofrenia, yang mendapat skor tinggi pada penilaian diskontinuitas dan inkonsistensi kognitif. Kontrol normal dengan usia dan jenis kelamin yang sama dengan pasien-pasien ini memiliki mimpi aneh yang sama, tetapi kontrol memiliki jauh lebih sedikit deskripsi aneh seperti itu dalam keadaan terjaga. Temuan ini mendukung hipotesis bahwa fase tidur REM adalah kondisi fisiologis otak yang menciptakan aktivitas mental seperti psikotik yang khas. Namun, fungsi otak ini terhambat dalam keadaan terjaga. Dengan kata lain, tidak ada otak dalam kondisi terjaga yang memiliki aktivitas bermimpi yang normal. Sebaliknya, mimpi yang normal dapat dianggap sebagai respons normal terhadap kondisi yang sangat tidak normal di otak dan jiwa. Sekarang jelas bagi kita bahwa kesadaran adalah fungsi otak. Penelitian tentang tidur dan otak merupakan titik konvergensi yang sangat langka antara bidang penelitian ilmu biologi dan psikologi. Penelitian yang sekarang sedang berlangsung ke arah ini diharapkan dapat menjembatani biologi sel molekuler dan ilmu pengetahuan tentang kesadaran perilaku, dan bahkan dapat membantu orang untuk mengobati penyakit fisik dan mental.