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

Comments

Popular

Ancient Steroids Establish the Ediacaran Fossil Dickinsonia as One of the Earliest Animals

Ayam Jantan Pangkat Tertinggi Hak Berkokok Pertama

Mathematician Michael Atiyah Claims a Simple Proof for Riemann Hypothesis

Habitual Tool Use Innovated by Free-living New Zealand Kea

Chinese scientists call for cooperation against asteroid threat