Antarmuka mesin-otak dulunya adalah fiksi ilmiah. Tetapi teknologi — yang memungkinkan komunikasi langsung antara otak seseorang atau hewan dan perangkat eksternal atau otak lain — telah berkembang jauh dalam dekade terakhir.
Para ilmuwan telah mengembangkan antarmuka yang memungkinkan orang lumpuh untuk mengetik huruf di layar, membiarkan satu orang menggerakkan tangan orang lain dengan pikirannya dan bahkan memungkinkan dua tikus untuk bertukar pikiran — dalam hal ini, pengetahuan tentang bagaimana menyelesaikan suatu masalah tertentu. tugas — ketika mereka berada di lab yang terpisah ribuan mil.
Sekarang, sebuah tim yang dipimpin oleh Miguel Nicolelis dari Universitas Duke (ilmuwan di balik skema perdagangan pikiran tikus, di antara antarmuka mesin otak lainnya) telah menciptakan pengaturan baru yang memungkinkan monyet mengendalikan dua lengan virtual hanya dengan berpikir tentang menggerakkan lengan mereka yang sebenarnya. . Mereka berharap bahwa teknologi itu, yang diungkapkan dalam sebuah makalah yang diterbitkan hari ini di Science Translational Medicine, suatu hari nanti dapat mengarah ke antarmuka serupa yang memungkinkan manusia lumpuh untuk menggerakkan lengan dan kaki robot.
Sebelumnya, tim Nicolelis dan lainnya telah menciptakan antarmuka yang memungkinkan monyet dan manusia untuk menggerakkan satu lengan dengan cara yang serupa, tetapi ini adalah teknologi pertama yang memungkinkan seekor hewan untuk memindahkan banyak anggota tubuh secara bersamaan. "Gerakan bimanual dalam kegiatan sehari-hari kita — dari mengetik di keyboard hingga membuka kaleng - sangat penting, " kata Nicolelis dalam pernyataan pers. "Antarmuka mesin otak masa depan yang ditujukan untuk mengembalikan mobilitas pada manusia harus menggabungkan beberapa anggota tubuh untuk sangat bermanfaat bagi pasien lumpuh parah."
Seperti antarmuka kelompok sebelumnya, teknologi baru ini bergantung pada elektroda ultra tipis yang secara operasi tertanam ke dalam korteks serebral otak monyet, wilayah otak yang mengontrol gerakan sukarela, di antara fungsi-fungsi lainnya. Tetapi tidak seperti banyak antarmuka mesin otak lainnya, yang menggunakan elektroda yang memantau aktivitas otak hanya dalam beberapa neuron, tim Nicolelis mencatat aktivitas di hampir 500 sel otak yang didistribusikan pada berbagai area korteks pada dua monyet rhesus yang menjadi subjek uji untuk pelajaran ini.
Kemudian, selama beberapa minggu, mereka berulang kali mengatur monyet di depan monitor, di mana mereka melihat sepasang lengan virtual dari sudut pandang orang pertama. Awalnya, mereka mengendalikan masing-masing lengan dengan joystick, dan menyelesaikan tugas di mana mereka harus menggerakkan lengan untuk menutupi bentuk bergerak untuk menerima hadiah (rasa jus).
Ketika ini terjadi, elektroda mencatat aktivitas otak pada monyet yang berkorelasi dengan berbagai gerakan lengan, dan algoritma menganalisanya untuk menentukan pola tertentu dalam aktivasi neuron yang dikaitkan dengan jenis gerakan lengan — kiri atau kanan, maju atau mundur .
Akhirnya, begitu algoritma dapat secara akurat memprediksi gerakan lengan yang diinginkan monyet berdasarkan pola otak, pengaturan diubah sehingga joystick tidak lagi mengendalikan lengan virtual — pikiran monyet, sebagaimana dicatat oleh elektroda, sebagai gantinya dikendalikan. Dari perspektif monyet, tidak ada yang berubah, karena joystick masih diletakkan di depan mereka, dan kontrol didasarkan pada pola otak (khususnya, membayangkan lengan mereka sendiri bergerak) yang mereka hasilkan.
Namun, dalam dua minggu, kedua monyet menyadari bahwa mereka tidak perlu benar-benar menggerakkan tangan mereka dan memanipulasi joystick untuk menggerakkan lengan maya — mereka hanya harus memikirkan untuk melakukannya. Seiring waktu, mereka menjadi lebih baik dan lebih baik dalam mengendalikan lengan virtual melalui antarmuka mesin-otak ini, akhirnya melakukannya sama efektifnya dengan mereka memindahkan joystick.
Kemajuan di masa depan dalam antarmuka semacam ini bisa sangat berharga bagi orang-orang yang kehilangan kendali atas anggota tubuh mereka sendiri, karena kelumpuhan atau penyebab lainnya. Saat bionik tungkai berteknologi tinggi terus berkembang, jenis antarmuka ini akhirnya bisa menjadi cara mereka akan digunakan setiap hari. Seseorang dengan cedera tulang belakang, misalnya, dapat belajar cara membayangkan secara efektif menggerakkan dua lengan sehingga suatu algoritma dapat menginterpretasikan pola otaknya untuk menggerakkan dua lengan robot dengan cara yang diinginkan.
Tetapi antarmuka mesin otak suatu hari nanti juga dapat melayani populasi yang jauh lebih luas: pengguna smartphone, komputer, dan teknologi konsumen lainnya. Sudah, perusahaan telah mengembangkan headset yang memonitor gelombang otak Anda sehingga Anda dapat memindahkan karakter dalam permainan video hanya dengan memikirkannya, pada dasarnya menggunakan otak Anda sebagai joystick. Akhirnya, beberapa insinyur membayangkan bahwa antarmuka mesin otak dapat memungkinkan kita untuk memanipulasi tablet dan mengontrol teknologi yang dapat dipakai seperti Google Glass tanpa mengucapkan sepatah kata pun atau menyentuh layar.
