Skip to main content

Amputan Menggerakkan Tangan Robot Dengan Pikiran

Amputan belajar mengendalikan lengan robot dengan pikiran. Sebuah tim neurosains di University of Chicago menunjukkan orang-orang yang menjalani amputasi lengan bisa belajar mengendalikan lengan robot melalui elektroda yang ditanamkan di otak.

Para ilmuwan melaporkan perubahan di kedua sisi otak yang digunakan untuk mengendalikan anggota badan yang telah diamputasi. Kedua area otak membuat koneksi baru untuk belajar mengendalikan perangkat, bahkan beberapa tahun setelah diamputasi.

Laporan Penelitian Amputan Menggerakkan Tangan Robot Dengan Pikiran

"Ini adalah aspek baru, melihat bahwa orang-orang yang diamputasi secara kronis dan jangka panjang dapat belajar mengendalikan anggota tubuh robotik," kata Nicho Hatsopoulos, biolog di University of Chicago.

"Tapi yang juga menarik adalah plastisitas otak dari pemaparan jangka panjang dan melihat apa yang terjadi pada konektivitas jaringan saat mereka belajar mengendalikan perangkat," kata Hatsopoulos.

Eksperimen sebelumnya telah menunjukkan bagaimana pasien manusia lumpuh dapat memindahkan tungkai robotik melalui antarmuka mesin otak (brain machine interface). Studi baru adalah salah satu yang pertama menguji viabilitas perangkat dengan amputasi.

Para peneliti bekerja dengan tiga monyet rhesus yang menderita luka di usia muda dan dimana lengan harus diamputasi untuk menyelamatkan mereka. Masing-masing terjadi 4, 9 dan 10 tahun yang lalu. Anggota badan mereka tidak diamputasi untuk keperluan penelitian.

Tim menanam elektroda pada dua monyet dengan susunan di sisi otak yang berlawanan atau kontralateral ke anggota badan yang diamputasi. Pada hewan ketiga, elektroda diimplantasikan di sisi yang sama atau ipsilateral ke anggota badan yang diamputasi.



Monyet kemudian dilatih untuk memindahkan lengan robot dan memegang bola hanya dengan menggunakan pikiran. Rekaman aktivitas neuron tempat elektroda ditempatkan dan model statistik menghitung neuron terhubung satu sama lain sebelum eksperimen, selama pelatihan dan setelah monyet menguasai aktivitas.

Hubungan antara neuron di sisi kontralateral jarang terjadi sebelum latihan, kemungkinan besar karena belum digunakan untuk fungsi terkait dalam waktu lama. Tapi saat latihan berlangsung, koneksi menjadi lebih kuat dan padat di area yang digunakan untuk meraih dan menggenggam.

Sedangkan komposisi ipsilateral menunjukkan koneksi padat di awal eksperimen, tetapi para peneliti melihat sesuatu yang menarik saat pelatihan berlangsung yaitu koneksi memendek dan jaringan menipis sebelum membangun kembali jaringan baru yang padat.

"Koneksi ditumpahkan saat hewan tersebut mencoba untuk mempelajari sebuah tugas baru, karena sudah ada jaringan yang mengendalikan perilaku lain," kata Balasubramanian, biolog di University of Chicago.

LaporanPenelitian.com Amputan Menggerakkan Tangan Robot Dengan Pikiran

"Tapi setelah beberapa hari mulai membangun kembali jaringan baru yang bisa mengendalikan anggota tubuh dan neuroprostis yang utuh," kata Balasubramanian.

Tim peneliti berencana melanjutkan pekerjaan dengan menggabungkan penelitian oleh tim lain untuk melengkapi anggota badan neuroprostetik dengan umpan balik sensorik untuk sentuhan dan proprioception yang merupakan rasa di mana anggota badan berada di ruangan.

"Begitulah cara kita bisa mulai menciptakan tungkai neuroprostik yang responsif, saat orang dapat memindahkannya dan mendapatkan sensasi alami melalui antarmuka mesin otak," kata Hatsopoulos.

Jurnal : Karthikeyan Balasubramanian et al. Changes in cortical network connectivity with long-term brain-machine interface exposure after chronic amputation, Nature Communications, 27 November 2017, DOI:10.1038/s41467-017-01909-2
Redaksi laporanpenelitian.com menerima kiriman tulisan dari siapa saja. Info lanjut kunjungi tautan ini.

Comments

Popular

Deskripsi Spesies Ketiga Orangutan Pongo tapanuliensis

Para antropolog melaporkan spesies orangutan ketiga. Pongo tapanuliensis tidak lebih dari 800 individu sebagai populasi yang terancam punah dalam silsilah kera merah tertua yang masih hidup. Orangutan yang tinggal di kaki bukit berhutan di pulau Sumatra ini mewakili spesies yang sebelumnya tidak dikenal.


Para ilmuwan telah lama mengenal enam spesies kera besar selain genus Homo yaitu orangutan sumatera, orangutan Borneo, gorila timur, gorila barat, simpanse, dan bonobo. Namun, pada tanggal 2 November telah menambah satu lagi menjadi tujuh.

Michael Kr├╝tzen, antropolog evolusi dari University of Zurich, dan rekan melaporkan ke Current Biology dimana bukti genetik dan kerangka menempatkan P. tapanuliensis pada lintasan evolusioner terpisah dari orangutan lain di Sumatera (Pongo abelii) dan orangutan Borneo (Pongo pygmaeus).

"Ini bukan kejadian sehari-hari dimana kita menemukan spesies kera besar baru, jadi memang temuan ini sangat seru," kata Krutzen.

Pongo tapanuliensis adalah …

Pisang Cavendish Modifikasi Genetik Tahan Jamur TR4

Eksperimen lapangan di Australia menunjukkan pohon pisang yang dimodifikasi secara genetik dapat melawan jamur mematikan yang menyebabkan penyakit Panama dan telah menghancurkan tanaman pisang di Asia, Afrika, Australia dan menjadi ancaman besar bagi para petani pisang di Amerika.


Pisang adalah salah satu produk pangan paling populer di dunia, menjadi makanan pokok lebih dari 400 juta orang dan memiliki nilai bisnis besar. Pada tahun 1950an, jamur tanah menghancurkan varietas Gros Michel yang populer di Amerika Latin.

Para petani mengganti dengan varietas Cavendish yang lebih tahan dan sekarang menghasilkan lebih dari 40% hasil panen di seluruh dunia. Pada tahun 1990an, musuh Cavendish muncul di Asia Tenggara. Jamur baru ini disebut ras tropis layu Fusarium 4 (TR4).

Fungisida tidak dapat mengendalikan TR4, sementara desinfektan pada sepatu bot dan alat pertanian bisa membantu, tapi tidak cukup. TR4 terdeteksi di Timur Tengah pada tahun 2012 dan muncul di Mozambik setahun kemudian. Sek…

Bakteri Adalah Mesin Penggiling Makanan Dalam Usus

Mikrobiom adalah pengiling makanan dalam usus. Kontraksi spontan saluran pencernaan memainkan peran penting pada hampir semua hewan dan memastikan fungsi usus sehat. Invertebrata sederhana hingga manusia memiliki pola yang sama dimana kontraksi otot ritmis memudahkan pengangkutan dan pencampuran isi usus.

Kontraksi di dalam usus dikenal sebagai peristaltik dan sangat penting untuk proses pencernaan. Berbagai penyakit pada saluran pencernaan seperti radang usus parah pada manusia akibat dari gangguan pada peristaltik normal.


Sangat sedikit peneliti yang fokus meneliti faktor-faktor yang mendasari kontraksi ini. Sekarang untuk pertama kalinya tim peneliti Zoological Institute di Kiel University membuktikan bahwa kolonisasi bakteri usus memainkan peran penting dalam mengendalikan fungsi peristaltik.

Para ilmuwan melaporkan contoh polip air tawar Hydra dimana pemicu kontraksi spontan normal dari jaringan otot dari sistem saraf. Ritme tertentu dan tanpa stimulasi eksternal mengeluarkan imp…

Paus Bowhead Menggosok Batu Untuk Melepas Kulit

Paus Bowhead (Balaena mysticetus) datang ke Cumberland Sound di Nunavut untuk menggaruk kepala. Rekaman udara drone merekam paus bowhead di Arktik Kanada dan mengungkap bahwa mamalia flamboyan besar tersebut merana dan menggunakan batu untuk melepas kulit mati.

Rekaman tersebut memberikan satu jawaban atas misteri mengapa paus kembali ke Cumberland Sound, Nunavut, setiap musim panas dan membantu menjelaskan beberapa perilaku tidak biasa yang telah dicatat secara historis oleh masayarakat Inuit dan para penunggang kuda yang tinggal dan bekerja di daerah tersebut.


"Ini adalah pengamatan insidental. Kami berada di sana untuk mendokumentasikan mangsa dan perilaku makan, tapi kami melihat beberapa perilaku aneh di dekat pantai," kata Sarah Fortune, oceanografer University of British Columbia di Vancouver.

Fortune dan tim sedang di atas sebuah kapal saat paus berbalik ke sisi mereka dan melambaikan sirip dan ekor ke udara. Ketika para periset mengirim drone untuk merekam dari atas…