Merasakan dan memodulasi otak dalam manusia

Pendekatan perekaman dan stimulasi listrik utama untuk antarmuka mesin otak. Kredit: Science China Press

Brain-Machine Interface (BMI, juga dikenal sebagai Brain-Computer Interface) memberikan dimensi baru bagi manusia untuk berinteraksi dengan mesin dan lingkungan. Antarmuka otak-mesin membantu memulihkan atau meningkatkan fungsi fisik atau mental manusia. Dalam sebuah artikel yang baru-baru ini diterbitkan di National Science Review, para ilmuwan menyelidiki berbagai teknologi untuk berinteraksi dengan otak pada tingkat yang berbeda.

Korteks serebral telah lama menjadi target penelitian studi antarmuka otak-mesin. Dengan merekam aktivitas saraf di beberapa daerah kortikal untuk memahami niat manusia, peneliti dapat memungkinkan pasien lumpuh untuk mengontrol lengan robot dan prostetik serta membantu orang cacat berkomunikasi secara efektif.

Antarmuka otak-komputer konvensional memungkinkan kita untuk memecahkan kode sinyal sensorik dan motorik seperti respons visual, gerakan tangan, dan ucapan dalam lingkungan lab yang terbatas. Namun, masih sulit untuk menerapkan teknologi ini dalam kehidupan sehari-hari.

Daerah otak dalam sangat terlibat dalam fungsi dasar kehidupan. Penting untuk menyelidiki fungsi otak yang dalam untuk mencapai pemahaman yang lebih baik tentang cara kerja otak. Daerah otak subkortikal adalah target utama untuk neuromodulasi invasif dan neuroterapi klinis.

Pendekatan umum untuk merasakan dan memodulasi otak manusia. Kredit: Science China Press Sensing dan modulasi melalui antarmuka mesin otak dalam. Kredit: Science China Press

Abnormalitas struktural dan fungsional otak dalam manusia diamati pada berbagai gangguan neurologis dan psikiatris, termasuk penyakit Parkinson, penyakit Alzheimer, depresi, dan gangguan obsesif-kompulsif. Antarmuka mesin otak dalam fokus pada pemahaman dan modulasi aktivitas saraf di wilayah otak dalam. Ini adalah bidang penelitian yang muncul dengan potensi besar untuk aplikasi klinis.

Selain merekam dan mendekode, antarmuka mesin otak dalam juga mampu memodulasi keadaan patologis otak dengan mengirimkan rangsangan terapeutik. Teknologi DBMI canggih dirancang untuk merekam dan mendekode aktivitas saraf dalam dengan resolusi spatiotemporal tinggi dan mengonfigurasi parameter stimulasi secara efisien untuk modulasi keadaan otak yang tepat. Mengembangkan DBMI dengan kemanjuran jangka panjang tetap menantang karena pemahaman kami yang terbatas tentang mekanisme termasuk plastisitas dan adaptasi sistem saraf pusat.

Karena sistem saraf terutama mentransmisikan informasi melalui sinyal listrik, antarmuka otak-komputer yang dimediasi oleh sinyal listrik telah menarik sebagian besar minat penelitian di bidang ini. Artikel ini menguraikan teknologi antarmuka otak-komputer berbasis aktivitas listrik saraf saat ini yang tersedia untuk manusia dan aplikasinya dalam merasakan dan memodulasi aktivitas otak.

Topik Khusus: Brain Machine Interface(Sampul depan National Science Review). Kredit: Science China Press

Para penulis memperkenalkan dua sistem antarmuka otak dalam yang banyak digunakan, stimulasi otak dalam (DBS) dan elektroensefalografi stereotactic (sEEG), dengan perhatian khusus pada kemajuan teknologi terbaru dan aplikasi klinis. Potensi DBMI untuk digunakan sebagai platform penelitian otak yang kuat dan kegunaan terapeutiknya dibahas. Makalah ini juga membahas kerangka kontrol loop tertutup dari sistem DBMI, dan pengembangan teknologi antarmuka deep-brain loop tertutup untuk aplikasi klinis.

Informasi lebih lanjut: Yanan Sui et al, Antarmuka otak-mesin dalam: merasakan dan memodulasi otak dalam manusia, National Science Review (2022). DOI: 10.1093/nsr/nwac212 Disediakan oleh Science China Press

Kutipan: Antarmuka otak-mesin dalam: Merasakan dan memodulasi otak dalam manusia (2022, 27 Desember) diambil 27 Desember 2022 dari https://medicalxpress.com/news/2022-12-deep-brainmachine-interfaces-modulating-human. html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.