Teknologi antarmuka otak-komputer mulai keluar dari laboratorium dan memasuki kehidupan kita

Menghubungkan otak kita dengan komputer memunculkan gambaran seperti terhubung ke Matrix, atau berlari melintasi hutan Pandora dalam Avatar. Menghubungkan pikiran ke mesin telah menjadi spekulasi sejak kita mulai memahami seluk-beluk sistem saraf dan bagaimana kita dapat mengintegrasikannya dengan teknologi komputer. Kita dapat melihat hal ini dalam kisah-kisah fiksi ilmiah awal, ketika otak tanpa tubuh mengendalikan banyak mesin untuk melakukan perintah jahat dari suatu entitas.  

Antarmuka Otak-Komputer (BCI) telah ada sejak lama. Jacques Vidal, Profesor Emeritus di UCLA, yang mempelajari sistem ini pada tahun 1970-an, menciptakan istilah BCI. Premis dasarnya adalah otak manusia adalah CPU yang memproses informasi sensorik dan mengirimkan sinyal listrik sebagai perintah. Ini adalah lompatan logika yang singkat untuk berhipotesis bahwa komputer kemudian dapat diprogram untuk menafsirkan sinyal-sinyal ini, dan mengirimkan sinyalnya sendiri dalam bahasa yang sama. Dengan membangun bahasa bersama ini, secara teoritis, otak dan mesin dapat berbicara satu sama lain. 

Memindahkannya… dengan perasaan 

Banyak penerapan BCI di bidang rehabilitasi saraf. Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa fungsi-fungsi tertentu terlokalisasi di area tertentu di otak, dan dengan pengetahuan tentang “peta otak” ini, kita dapat menstimulasi area tersebut untuk menjalankan fungsinya masing-masing. Misalnya, dengan menanamkan elektroda di korteks motorik, orang-orang yang kehilangan anggota tubuhnya dapat diajari untuk menggerakkan atau memanipulasi prostesis dengan “berpikir” untuk menggerakkan lengannya. Demikian pula, elektroda dapat dipasang di sepanjang sumsum tulang belakang yang rusak untuk mengirimkan sinyal guna menggerakkan anggota tubuh yang lumpuh. Teknologi ini juga digunakan untuk prostesis visual, untuk menggantikan atau memulihkan penglihatan pada individu tertentu. 

Untuk prostesis saraf, tujuannya bukan sekadar meniru fungsi motorik yang hilang. Misalnya, saat kita mengambil sebutir telur, otak kita memberi tahu seberapa kuat genggaman kita seharusnya, sehingga kita tidak menghancurkannya. Sharlene Flesher adalah bagian dari tim dari Universitas Pittsburgh yang mengintegrasikan fungsi ini ke dalam desain prostesis mereka. Dengan juga menargetkan area otak yang “merasakan” atau merasakan rangsangan taktil (korteks somatosensori), tim Flesher berharap dapat menciptakan kembali mekanisme umpan balik yang memungkinkan kita memodulasi sentuhan dan tekanan—yang penting dalam melakukan gerakan motorik halus tangan. 

Fiesher mengatakan, “untuk memulihkan sepenuhnya fungsi anggota tubuh bagian atas berarti menggunakan tangan kita untuk berinteraksi dengan lingkungan, dan untuk dapat merasakan apa yang disentuh oleh tangan tersebut,” dan untuk, “untuk benar-benar memanipulasi objek, Anda perlu mengetahui jari mana yang bersentuhan, seberapa besar gaya yang diberikan setiap jari, dan kemudian menggunakan informasi tersebut untuk melakukan gerakan selanjutnya.” 

Tegangan sebenarnya yang digunakan otak untuk mengirim dan menerima impuls sangat rendah, yaitu sekitar 100 milivolt (mV). Memperoleh dan memperkuat sinyal-sinyal ini telah menjadi permasalahan besar dalam penelitian BCI. Cara tradisional dengan menanamkan elektroda secara langsung ke otak atau sumsum tulang belakang membawa risiko prosedur bedah yang tidak dapat dihindari, seperti pendarahan atau infeksi. Di sisi lain, “keranjang saraf” non-invasif seperti yang digunakan dalam elektro-ensefalogram (EEG) membuat penerimaan dan transmisi sinyal menjadi sulit karena adanya “kebisingan”. Tulang tengkorak dapat menyebarkan sinyal, dan lingkungan luar dapat mengganggu penyerapannya. Selain itu, menyambungkan ke komputer memerlukan kabel rumit yang membatasi mobilitas, sehingga sebagian besar penyiapan BCI saat ini berada dalam batasan lingkungan laboratorium. 

Flesher mengakui keterbatasan ini juga telah membatasi penerapan klinis pada populasi tertentu yang memiliki akses terhadap perkembangan ini. Ia percaya bahwa melibatkan lebih banyak peneliti dari berbagai bidang dapat memacu pembangunan dan mungkin memberikan solusi inovatif terhadap hambatan-hambatan tersebut. 

“Pekerjaan yang kami lakukan harus membuat orang lain bersemangat untuk mengeksplorasi teknologi ini… para ahli di berbagai bidang yang bekerja untuk mencapai tujuan yang sama adalah cara yang lebih cepat dalam memberikan solusi terbaik kepada pasien.” 

Faktanya, para peneliti dan desainer mengeksplorasi BCI lebih dalam, tidak hanya untuk mengatasi keterbatasan ini, tetapi untuk mengembangkan aplikasi baru yang menarik minat publik yang lebih besar. 

Keluar dari lab, dan masuk ke dalam game 

Dimulai sebagai startup mahasiswa di Universitas Michigan, Neurable yang berbasis di Boston kini telah menjadi salah satu pemain paling menonjol di bidang BCI yang sedang berkembang dengan mengeksplorasi pendekatan berbeda terhadap teknologi BCI. Daripada membuat hardware sendiri, Neurable justru mengembangkan software berpemilik yang menggunakan algoritme untuk menganalisis dan memproses sinyal dari otak.  

“Di Neurable, kami telah memahami kembali cara kerja gelombang otak,” jelas CEO dan pendiri Dr. Ramses Alcaide. “Kami sekarang dapat memperoleh sinyal-sinyal tersebut dari pengaturan EEG standar dan menggabungkannya dengan algoritma pembelajaran kami untuk memotong kebisingan guna menemukan sinyal yang tepat, pada tingkat kecepatan dan akurasi yang tinggi.” 

Keuntungan lain yang melekat, menurut Alcaide, adalah perangkat pengembangan perangkat lunak (SDK) mereka bersifat platform agnostik, yang berarti dapat diterapkan pada perangkat lunak atau perangkat apa pun yang kompatibel. Pemisahan dari bentuk ‘lab penelitian’ ini merupakan keputusan bisnis yang disengaja oleh perusahaan untuk membuka kemungkinan di mana dan bagaimana teknologi BCI dapat diterapkan. 

“Secara historis, BCI telah ada di dalam laboratorium, dan apa yang kami lakukan adalah menciptakan produk yang dapat dimanfaatkan oleh semua orang, karena SDK kami dapat digunakan dalam kapasitas apa pun, baik secara medis maupun tidak.” 

Potensi keterbukaan ini menjadikan teknologi BCI menarik dalam berbagai aplikasi. Dalam pekerjaan berbahaya seperti penegakan hukum atau pemadam kebakaran, simulasi skenario kehidupan nyata tanpa bahaya yang diperlukan terbukti sangat berharga bagi proses pelatihan. 

Potensi penerapan komersial di bidang game juga menghasilkan banyak kegembiraan. Penggemar game sudah bermimpi untuk benar-benar terhanyut dalam dunia virtual yang lingkungan sensoriknya sedekat mungkin dengan kenyataan. Tanpa pengontrol genggam, gamer dapat “berpikir” untuk menjalankan perintah dalam lingkungan virtual. Perlombaan untuk menciptakan pengalaman bermain game yang paling imersif telah mendorong banyak perusahaan untuk mengkaji kemungkinan komersial BCI. Neurable melihat masa depan dalam teknologi BCI komersial dan mencurahkan sumber daya untuk jalur pengembangan ini. 

“Kami ingin melihat teknologi kami tertanam dalam sebanyak mungkin aplikasi perangkat lunak dan perangkat keras,” kata Alcaide. “Membiarkan orang berinteraksi dengan dunia hanya dengan menggunakan aktivitas otaknya, inilah arti sebenarnya dari moto kami: dunia tanpa batasan.”