Rabu, 19 Januari 2011

Teknologi Otak Buatan

 Teknologi Otak Buatan

(Erabaru.or.id) – Selama 10 tahun, ilmuwan AS terus berusaha meneliti suatu chip “pemberi pemikiran baru” yang ditanam ke dalam otak. Chip ini dapat mengatasi demensia usia lanjut hingga ketidak konsentrasian seseorang (pikiran menerawang) dan berbagai gejala abnormal lainnya. Sekaligus mengurangi tingkat keparahaan penuaan dan ingatan yang hilang seiring dengan meningkatnya usia. Di masa yang akan datang, kerusakan kecil seperti pada komputer, masalah kehilangan ingatan juga dapat diperbaiki dengan mudah.

Di sebuah laboratorium eksekutif, cabang sekolah Los Angeles, South Carolina of University, US, peneliti Vergea Swatson tengah menusuk sayatan (chip) yang besarnya hanya seukuran kuku jari ke dalam otak tikus dengan sebatang jarum halus, eksperimen yang dilakukan Swatson adalah di bidang perekayasan sistem saraf. Sepotong kawat listrik yang halus dihubungkan ke jarum panjang dan sekeping chip silicon. Chip silikon dihubungkan ke sebuah transformator sinyal.



Chip silikon bisa menghantar denyut arus listrik ke chip otak melalui jarum panjang, kemudian chip otak yang telah menerima denyut arus listrik dapat menunjukkan gelombang listrik otak di atas layar. Perubahan gelombang yang tidak sama memanifestasikan sinyal yang dikirim chip otak. Ia menuturkan bahwa frekuensi dan pola gambar sinyal ini hampir sama dengan sinyal denyut chip yang dikirim ke otak. Atau dengan kata lain, chip silikon yang besarnya kurang lebih hanya 1 milimeter persegi ini tengah “berkomonikasi” dengan sel otak aktif menggunakan sinyal arus listrik.

Membuat chip dengan meniru sel otak.

Tedd Borgea, penanggung jawab dalam laboratorium ini berharap hasil penelitian ini dapat memberikan pengetahuan tentang otak besar berkembang ke tahap yang baru. Menurut Borgea, bahwa kemampuan pertukaran (komunikasi) chip ini dengan sel otak hanya langkah pertamanya. Target terakhirnya adalah menciptakan mesin yang dapat ditanam ke dalam otak. Mesin ini “memahami bahasa” otak besar.

Dapat membantu memulihkan ingatan penderita-penderita yang mengalami kerusakan otak atau bahkan menciptakan memori yang baru. Jika riset Borgea berhasil, maka mengobati demensia usia lanjut akan sangat mudah seperti meningkatkan (memori) dan sebagainya pada perangkat keras komputer. Penderita tidak perlu lagi mengonsumsi obat, cukup lakukan sebuah operasi, lalu tanamkan “sel-sel otak” buatan (chip komputer) ke dalam otak, dan masalah pun terpecahkan.

Semula bidang penelitian Borgea tidak banyak mendapat perhatian, namun beberapa tahun terakhir ini mulai ramai menjadi bahan pembicaraan. Borgea berhasil mengembangkan prototipe memori yang ditanam ke dalam tubuh yang pertama di dunia. Chip elektrik ini dapat menggantikan sel saraf yang rusak, prinsip dan tungkai maupun lengan palsunya, serupa dengan koklea tiruan untuk mendorong daya pendengaran.

Tim peneliti Borgea hanya bisa mereproduksi kondisi gerakan otak sekitar 1 menit, dan chip elektrik kurang lebih hanya bisa meniru di bawah 12 ribu aktivitas sel saraf. Sedangkan dalam otak besar seseorang total terdapat 100 miliar sel saraf. Namun, peneliti lain dalam bidang terkait secara berturut-turut mengatakan, meski hanya bisa meniru sejumlah kecil aktivitas sel saraf, tapi ini juga merupakan prestasi mengejutkan dalam bidang perekayasaan saraf. Profesor dalam ilmu pengetahuan otak dari suatu lembaga di AS yakni Richard Granche menuturkan: “Ini adalah suatu corak pengetahuan yang bisa mengubah dunia, selama kita masih hidup akan dapat mewujudkan duplikat memori.”

Akan mengubah kehidupan penderita penyakit otak.

Ilmu perbatasan dalam bidang perekayasaan saraf ini terdengar seakan-akan sangat jauh dari kehidupan orang awam. Namun hasil penelitian Borgea akan memainkan peranan penting dalam bidang pengobatan dan kedokteran. Sebuah mesin yang dapat memulihkan sel memori akan mengubah kehidupan bagi jutaan masyarakat Amerika yang menderita penyakit otak.

Pada 1999 silam, suatu peristiwa mendadak yang terjadi di rumah Borgea semakin mendorongnya mempercepat langkah penelitiannya. Ibunya stroke, dan karena kerusakan otak sehingga terjadi sejumlah gejala saraf yang ganjil. “Ibunya tidak dapat bicara, tapi bisa tertawa dan menyanyi.” Ibu Borgea akhirnya meninggal dunia pada tahun 2005.

Sehubungan dengan hal ini, Borgea menuturkan: “Penelitian saya tiba-tiba menjadi bukan saja memecahkan sebuah masalah rumit dalam laboratorium, saya tidak lagi menganggap bahwa chip otak hanya memecahkan misteri ilmu saraf saja, saya semakin banyak mempertimbangkan bagaimana memperbaiki kualitas hidup penderita stroke, epilepsi dan demensia usia lanjut.

Menurut perhimpunan penyakit demensia usia lanjut dan data dari pusat riset manula Amerika Serikat, bahwa di Amerika terdapat kurang lebih 4.5 juta penderita penyakit demensia usia lanjut, biaya pengeluaran terkait pasien-pasien ini lebih dari 100 miliar dollar AS setiap tahun. Seiring dengan kecenderungan usia senja penduduk dunia, angka ini masih akan semakin besar.

Menurut perkiraan, jika manusia tidak dapat menemukan cara yang efektif mengobati penyakit demensia usia lanjut dini, maka diperkirakan 25 tahun mendatang akan terdapat 22 juta penduduk dunia mengidap penyakit ini. Selain itu, di Amerika terdapat kurang lebih 5.3 juta orang merupakan korban trauma otak, trauma otak bisa menyebabkan kekacauan fungsi saraf, misalnya hilang ingatan, epilepsi dan parkinson.

Seiring dengan semakin menigkatnya pemahaman ilmuwan terhadap susunan dasar otak besar. Mereka telah cukup banyak mengembangkan benda tanam yang dapat menggantikan sistem indera penderita yang mengalami kerusakan. Seperti misalnya, koklea buatan, dapat membuat orang tuli mendengar suara, selaput jala mata buatan kini juga berada dalam tahap percobaan klinis. Saat ini, prestasi terbesar ilmu pengetahuan dalam bidang teknologi sensor saraf adalah teknologi “saluran otak besar” yang dikembangkan oleh John Doroha asal AS.

Terdiri dari 96 elektroda, chip ini ditanam di daerah kulit gerakan otak penderita, daerah ini merupakan pusat yang mengendalikan gerakan tubuh. Ia dapat menerima sinyal yang dikirim sel saraf, dan secara garis besar mengindentifikasi arti dari sinyal-sinyal ini menurut kondisi perangsangan daerah yang tidak sama pada lapisan kulit gerakan otak. Kemudian dikirim ke dalam sistem kendali komputer, dan dengan demikian membantu penderita merampungkan gerakan sederhana melauli komputer.
Dengan bantuan “saluran otak besar”, seorang penderita yang lumpuh total pada ke-4 anggota tubuhnya bisa dengan leluasa menggerakkan kursor komputer dari pikirannya, membuka e-mail, mengatur volume televisi atau bahkan menggerakkan lengan mekanis.

Dalam waktu 15 tahun merealisasikan percobaan klinis.
Borgea menuturkan, mudah-mudahan bisa menciptakan suatu chip dua arah, seperti sel otak besar yang sebenarnya, di mana selain dapat menghasilkan sinyal juga dapat menerimanya.

Penelitian Borgea memiliki sejumlah kemiripan dengan “gerbang otak besar” keduanya merupakan pengodean yang diubah dari sinyal otak besar yang dapat diurai dan dipahami komputer. Namun secara relatif tingkat penelitian Borgea semakin rumit. Dalam hal teknologi “gerbang otak besar”, hubungan mesin dengan pikiran itu searah. Pengguna dapat memberitahu bagaimana komputer bekerja, tapi komputer tidak dapat mengirim informasi kepada pengguna.

Borgea menyimulasi fungsi otak besar dan meniru bahasa inheren otak besar, misalnya titik kesulitan pertukaran memori dan emosi (perasaan) terletak pada sel saraf melalui serangkaian pertukaran kode arus listrik. Antar setiap sel “berkomunikasi” melalui denyut arus listrik, isi informasi tergantung pada waktu keberlangsungan dan frekuensi denyut arus listrik. “Komunikasi-komunikasi” melalui sel saraf otak ini, orang-orang baru dapat memperkirakan jarak antar obyek. Dalam ruang, dapat menghindari mereka.

Selama 4 tahun, personel tim peneliti Borgea terus mencoba memperbarui formula Borgea tersebut diubah menjadi denyut elektroda. Selain itu, peneliti juga masih akan berusaha mengurangi kuantitas panas yang timbul saat kristal elektrik itu bekerja. Agar tidak merusak sel otak yang sehat di sekitarnya. Model chip elektroda ini, lebih ringan dari bulu burung, dapat meniru sistem kerja 100 sel saraf, menerima secara tersendiri, menganalisis sinyal dari jaringan otak, kemudian mengubahnya menjadi sinyal digital, lalu sinyal ini dikirim ke sel saraf lain di sampingnya. Tahun ini, tim peneliti Borgea akan mengadakan sebuah percobaan yang lebih rumit, mengamati efek kerja chip elektrik di otak tikus yang kehilangan ingatan karena obat. Borgea menuturkan, jika bisa menghasilkan efek seperti yang dikemukakan di atas, maka ini akan menjadi sebuah tonggak sejarah.

Target tim peneliti dalam waktu 4 tahun adalah menanamkan chip ke dalam otak monyet. Borgea memprediksikan, bahwa percobaan klinis terhadap penggunaan chip menggantikan sel memori yang rusak akan terealisasi dalam waktu 15 tahun ke depan. (Sumber: Boxun)

Tidak ada komentar: