Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini mengembangkan dan menganalisis model matematika untuk menggambarkan interaksi dinamik antara akumulasi protein toksik dan kapasitas clearance pada penyakit neurodegeneratif Alzheimer serta merumuskan strategi kontrol optimal untuk menekan progresi penyakit. Model yang dibangun menangkap mekanisme umpan balik positif, yaitu peningkatan protein toksik mempercepat degradasi kapasitas clearance dan mendorong akumulasi protein toksik lebih lanjut. Analisis kualitatif sistem menunjukkan keberadaan dua titik tetap utama, yakni Keadaan Sehat yang stabil secara kondisional dan Keadaan Sakit yang selalu stabil serta menghasilkan parameter bibit toksik kritis pcrit sebagai batas toleransi sistem terhadap beban awal patologis. Untuk menentukan strategi intervensi yang optimal, penelitian ini menerapkan Forward-Backward Sweep Method (FBSM) yang dimodifikasi dengan pendekatan Gradient Descent dan Backtracking Line Search untuk menjamin stabilitas numerik dan konvergensi indeks performansi dengan dua mekanisme kontrol utama berupa eliminasi protein toksik dan pemulihan kapasitas clearance. Hasil simulasi menunjukkan bahwa efektivitas strategi kontrol sangat dipengaruhi oleh tingkat keparahan sistem dan nilai parameter saturasi ? yang merepresentasikan kekuatan mekanisme regulasi diri. Pada kondisi dengan beban protein toksik yang rendah dan nilai ? yang relatif besar, kontrol parsial masih mampu menjaga stabilitas sistem, sedangkan pada simulasi berbasis data pasien Alzheimer dengan nilai ? yang rendah, penghilangan salah satu mekanisme kontrol menyebabkan peningkatan indeks performansi secara drastis dan berujung pada kegagalan sistem. Temuan ini menegaskan bahwa pada kondisi klinis realistis dengan mekanisme saturasi yang lemah, intervensi ganda merupakan syarat mutlak untuk mencapai pemulihan sistem yang stabil. Selain itu, kombinasi kontrol yang seimbang antara eliminasi protein toksik dan pemulihan clearance memberikan performa paling stabil dan konsisten di seluruh skenario simulasi.