Jika seseorang memiliki ginjal yang rusak, donor dapat memberi mereka organ cadangan sehingga kedua orang itu bisa hidup. Sekarang, bagaimana jika Anda dapat melakukan sesuatu yang serupa untuk teman dengan otak yang gagal?
Konten terkait
- Bagaimana Ikan Transparan Dapat Membantu Menguraikan Otak
- Mungkinkah Head Head Ini Membantu Mengobati Penyakit Parkinson?
Dalam percobaan laboratorium baru-baru ini, Miguel Nicolelis dan rekan-rekannya menyatukan otak beberapa monyet dan tikus untuk berfungsi sebagai "brainets" - jaringan bersama yang mampu memanipulasi lengan virtual secara kooperatif dan membuat perhitungan dan keputusan. Nicolelis berharap bahwa menghubungkan otak manusia dengan cara ini dapat melepaskan serangkaian alat neurologis baru yang kuat yang dapat membantu menyembuhkan orang dengan penyakit mulai dari Parkinson hingga kelumpuhan.
"Kami sedang mencoba bidang rehabilitasi otak yang sama sekali baru, " jelas Nicolelis, direktur Pusat Universitas Duke untuk Neuroengineering. "Kami akan mencoba untuk bertindak pada sirkuit otak dan benar-benar meningkatkan aktivitas fungsional otak."
"Kita cenderung lupa bahwa otak adalah salah satu perangkat yang paling kuat secara komputasi yang pernah dikembangkan, " tambah Andrea Stocco dari University of Washington, yang tidak terlibat dalam penelitian. "Untuk hal-hal yang telah dikembangkan untuk dilakukan, seperti memahami adegan yang kita lihat untuk pertama kalinya atau mengendalikan gerakan kompleks anggota tubuh kita, itu hanya tak terkalahkan. Sekarang Nicolelis menunjukkan bahwa kita dapat menggabungkan kekuatan komputasi yang mungkin dimiliki otak untuk memecahkan jenis masalah yang tidak jelas yang benar-benar sulit untuk perangkat lunak kita tetapi mudah untuk dipecahkan oleh perangkat keras biologis kita, neuron kita. "
Antarmuka otak-mesin telah ada selama sekitar dua dekade, dan teknologi ini menemukan kegunaan dalam berbagai perawatan medis. Misalnya, beberapa perangkat menggunakan output listrik otak, yang diterjemahkan oleh komputer, untuk memungkinkan orang mengendalikan prostetik atau memanipulasi kursi roda. Tetapi pekerjaan sebelumnya hanya melibatkan satu operator. Nicolelis berharap untuk belajar jika lebih dari satu subjek dapat bekerja bersama sebagai antarmuka mesin otak bersama untuk meningkatkan aktivitas saraf.
Timnya melengkapi tiga monyet dengan elektroda implan yang memantau dan mencatat aktivitas saraf, yang kemudian dapat dikombinasikan dengan komputer. Monyet-monyet ditempatkan di ruang yang terpisah, masing-masing dengan layar digital di mana monyet dapat menggunakan antarmuka mesin otaknya untuk memanipulasi lengan virtual menuju hadiah. Dalam beberapa tes, monyet berbagi kendali lengan, sementara yang lain masing-masing mengendalikan gerakan ke arah tertentu. Tak satu pun dari hewan tahu bahwa mereka berkolaborasi untuk menggerakkan lengan. Hebatnya, mereka tidak hanya menyelesaikan tugas, mereka meningkat dengan latihan.
“Ternyata, ternyata, hanya dengan memiliki umpan balik visual dan mendapatkan hadiah untuk melakukan suatu tindakan, hewan-hewan ini dapat benar-benar menyinkronkan otak mereka, dan mereka dapat belajar untuk memenuhi tuntutan tugas tertentu, ” kata Nicolelis, yang timnya menggambarkan hasil minggu lalu di Laporan Ilmiah .
“Monyet-monyet, yang bekerja bersama, lebih lambat untuk menyelesaikan tugas daripada apa yang bisa dilakukan oleh siapa pun dari mereka yang memanipulasi joystick — tetapi mereka belajar persis sama cepatnya, ” kata Stocco. “Itu luar biasa, dan tampaknya berarti bagi otak, masalah ini menjadi mudah ditafsirkan seperti masalah koordinasi motorik sensorik. Dari awal yang hebat ini Anda bisa melihat bagaimana Anda bisa membuat tugas yang lebih rumit sehingga monyet bisa bekerja lebih baik bersama daripada yang bisa dilakukan sendiri. ”
Dalam percobaan terpisah yang juga dijelaskan dalam Laporan Ilmiah, empat tikus secara fisik dihubungkan dengan microwire untuk mengeksplorasi bagaimana otak mereka bekerja bersama sebagai unit jaringan untuk mengatasi serangkaian masalah. Tikus-tikus diberi makan pulsa informasi dan diberi hadiah ketika mereka menyinkronkan otak mereka. Mereka juga menerima data, seperti suhu dan tekanan barometrik. Tikus yang disimpan, diambil dan berbagi informasi ini — memungkinkan otak mereka untuk melakukan lebih baik dalam analisis seperti prediksi cuaca daripada tikus nirkabel tunggal.
“Apa yang mereka lakukan benar-benar mendorong amplop, dan saya menemukan itu menarik, ” kata Stocco, yang membuat sejarah dua tahun lalu, dengan rekannya Rajesh Rao, dengan antarmuka otak manusia-ke-manusia pertama yang jauh. Rao mengirim sinyal otak melalui internet yang menggerakkan tangan Stocco bahkan ketika dia duduk di sebuah ruangan di seberang kampus.
Nicolelis menyarankan bahwa manusia mungkin sudah terlibat dalam bentuk alami berbagi otak ketika mengalami umpan balik yang sama — tanpa menyadari itu terjadi. “Yang menarik adalah bahwa ini mungkin terjadi sepanjang waktu bersama kami. Ketika kita menonton film di teater, jenis umpan balik ini mungkin menyinkronkan otak di antara penonton sehingga kita memiliki reaksi kelompok itu, tertawa atau menangis pada saat yang sama, "katanya.
"Ini juga dapat menjelaskan mengapa kelompok orang dapat berkolaborasi untuk mencapai tujuan bersama. Seperti tim olahraga misalnya, di mana kita sering menonton dan mengatakan bahwa tim akhirnya bermain seperti tim dan tidak seperti sekelompok individu. Tidak ada yang benar-benar memiliki "Letakkan tangan mereka pada apa sebenarnya zat kimia yang membuat tim sepak bola bermain lebih baik. Mungkin kita telah menemukan mekanisme — sinkronisasi aksi otak."
Timnya sekarang sedang berupaya untuk menerjemahkan studi monyet ke praktik klinis non-invasif untuk mungkin membantu merehabilitasi manusia yang lumpuh melalui pemikiran dan tindakan kelompok.
"Sebagai contoh, pada pasien lumpuh saya perhatikan sangat sulit untuk memulai pelatihan menggunakan sinyal otak, karena otak secara harfiah dapat melupakan bahwa Anda memiliki kaki, " jelasnya. “Jadi bagian dari rehabilitasi neurologis ini adalah menggunakan otak lain untuk memperkenalkan kembali konsep tersebut ke otak pasien. Kami mungkin bisa meminta terapis fisik atau bahkan kerabat pasien membantu selama fase pelatihan dengan menggabungkan aktivitas otak mereka dengan aktivitas otak pasien. ”
