Antarmuka mesin otak (BMI) baru yang inovatif menggunakan cahaya untuk berkomunikasi langsung dengan otak, melewati jalur sensorik tradisional. Percobaan terbaru dengan tikus menunjukkan perangkat nirkabel invasif minimal yang mampu memberikan masukan buatan ke neuron yang dimodifikasi secara genetik, dan secara efektif “berbicara” ke otak melalui pola cahaya. Teknologi ini dapat merevolusi penelitian ilmu saraf dan menjanjikan kemajuan prostetik di masa depan.
Cara Kerja Perangkat
Perangkat tersebut, lebih kecil dari jari manusia, berbentuk seperti tengkorak dan berisi 64 LED kecil, sirkuit elektronik, dan antena penerima. Ini beroperasi menggunakan komunikasi jarak dekat (NFC) – teknologi yang sama di balik pembayaran kartu nirkontak – untuk mengontrol LED secara nirkabel. Tidak seperti BMI tradisional yang memerlukan implan otak langsung atau perangkat keras eksternal yang besar, perangkat ini berada di bawah kulit kepala, memproyeksikan cahaya langsung ke jaringan otak.
Kuncinya adalah modifikasi genetik. Sel-sel otak tidak merespons cahaya secara alami, sehingga para peneliti menggunakan pengeditan gen untuk memperkenalkan saluran ion peka cahaya ke dalam neuron. Ketika diaktifkan oleh LED, saluran ini memicu sinyal saraf, memungkinkan kontrol yang tepat atas aktivitas otak. Teknik ini, yang dikenal sebagai optogenetika, memungkinkan peneliti untuk mengabaikan sistem sensorik sepenuhnya.
Eksperimen Mouse Menunjukkan Fungsionalitas
Dalam percobaan, tikus dilatih untuk mengasosiasikan pola cahaya tertentu dengan imbalan. Dengan mengontrol LED secara nirkabel, peneliti dapat menginstruksikan perangkat tersebut untuk menghasilkan semburan cahaya berbeda, yang kemudian dipelajari dan ditanggapi oleh tikus. Misalnya, pola tertentu memandu mereka menuju air gula yang tersembunyi di labirin laboratorium.
“Sepertinya kita dapat memproyeksikan serangkaian gambar – hampir seperti memutar film – langsung ke otak dengan mengendalikan rangkaian polanya,” kata John Rogers, penulis senior studi tersebut dari Northwestern University.
Perangkat ini tidak terbatas pada merangsang area persepsi visual; itu dapat mengaktifkan neuron di seluruh korteks, memungkinkan pola aktivitas saraf yang kompleks.
Implikasi untuk Penelitian dan Prostetik di Masa Depan
Tim melihat potensi signifikan dalam prostetik. Teknologi ini dapat menambah sensasi realistis – seperti sentuhan atau tekanan – pada kaki palsu, atau bahkan memulihkan masukan pendengaran atau visual pada pasien dengan gangguan sensorik.
Bin He, seorang peneliti neuroengineering di Universitas Carnegie Mellon yang tidak terlibat dalam penelitian ini, menyebut teknik ini “baru” dan menyarankan bahwa teknik ini dapat memiliki “berbagai penerapan dalam penelitian ilmu saraf menggunakan model hewan… dan seterusnya.”
Namun, kendala regulasi masih ada. Tantangan terbesarnya adalah mendapatkan persetujuan untuk komponen modifikasi genetik, karena teknik optogenetik baru mulai dieksplorasi pada manusia. Meskipun perangkat ini diharapkan dapat berfungsi serupa pada manusia, pengujian lebih lanjut diperlukan.
Teknologi ini mewakili alat yang ampuh untuk penelitian ilmu saraf mendasar. Hal ini memungkinkan para ilmuwan untuk melewati saluran sensorik alami dan langsung berinteraksi dengan otak, membuka jalan baru untuk memahami proses saraf. Meskipun uji coba pada manusia masih memerlukan waktu bertahun-tahun, terobosan ini menandai langkah signifikan menuju generasi baru antarmuka otak-mesin.
