BCI Memasuki Era Takeoff, Ketika Teknologi Mulai Menghubungkan Otak dan Mesin

Perkembangan BCI juga membawa perubahan cara pandang terhadap pengobatan.

Industri kesehatan selama ini banyak bergantung pada penemuan obat. Namun, pengembangan obat baru dapat berlangsung lama dan memiliki tingkat kegagalan yang tinggi.

Rekayasa saraf menawarkan pendekatan berbeda. Alih-alih hanya memberikan zat kimia untuk memengaruhi tubuh, teknologi ini mencoba memahami otak sebagai sistem biologis yang memproses informasi.

Otak bekerja menggunakan jaringan sinyal listrik dan kimia yang sangat kompleks. Dengan memahami serta memanipulasi sinyal tersebut secara lebih presisi, peneliti dapat mencoba mengembalikan fungsi yang sebelumnya hilang.

Inilah yang membuat BCI menjadi salah satu bidang yang menarik dalam perkembangan teknologi kesehatan.

Salah satu contoh paling menarik datang dari implan retina bernama Prima.

Teknologi ini menggunakan chip silikon berukuran sekitar 2 × 2 milimeter yang ditempatkan di bawah retina. Tujuannya adalah membantu pasien yang kehilangan penglihatan akibat kerusakan sel fotoreseptor, yaitu rods dan cones.

Retina manusia memiliki sekitar 150 juta sel batang dan kerucut. Informasi dari sel-sel tersebut diteruskan melalui sekitar 100 juta sel bipolar sebelum akhirnya dipadatkan menjadi sekitar 1,5 juta sel ganglion yang mengirimkan informasi melalui saraf optik menuju otak.

Kompleksitas tersebut menjadi salah satu alasan mengapa memulihkan penglihatan bukan sekadar persoalan memasang kamera di mata.

Teknologi retina terdahulu yang menstimulasi sel ganglion dapat menghasilkan persepsi berupa kilatan cahaya yang tidak selalu membentuk gambar bermakna. Prima menggunakan pendekatan berbeda dengan merangsang sel bipolar sehingga informasi yang diteruskan ke otak dapat membentuk representasi visual yang lebih koheren.

Uji klinis teknologi ini telah dilakukan di Eropa dengan melibatkan 17 lokasi penelitian. Lebih dari 40 orang juga telah menerima perawatan BCI pertama dari Science untuk tujuan pemulihan penglihatan.

Teknologi tersebut menjadi contoh bagaimana rekayasa saraf mencoba bekerja mengikuti cara sistem biologis memproses informasi, bukan sekadar menggantikannya dengan perangkat elektronik.

Tantangan BCI menjadi semakin jelas ketika melihat struktur sistem saraf manusia.

Informasi dari tubuh menuju otak dan sebaliknya melewati jalur yang relatif terbatas, termasuk 12 saraf kranial dan 31 saraf tulang belakang. Saraf optik sendiri merupakan saraf kranial kedua, sedangkan saraf yang berkaitan dengan pendengaran dan keseimbangan merupakan saraf kranial kedelapan.

Di sisi lain, otak harus mengolah informasi dalam jumlah besar dengan sangat cepat.

Komunikasi suara manusia diperkirakan membawa sekitar 40 bit informasi per detik, sementara kemampuan mengetik manusia rata-rata berada di sekitar 20 bit per detik. Sebagai perbandingan, dekoder motorik kortikal yang ada saat ini baru mencapai sekitar 10 bit per detik.

Angka tersebut menunjukkan bahwa teknologi BCI masih berada pada tahap awal jika dibandingkan dengan kompleksitas komunikasi biologis manusia.

Perkembangan berikutnya bahkan dapat melampaui konsep implan elektronik.

Science mengembangkan gagasan bio-hybrid neural interfaces, yaitu pendekatan yang memanfaatkan sel neuron hasil rekayasa sel punca untuk membangun koneksi langsung dengan jaringan otak.

Konsep tersebut berbeda dari implan konvensional yang mengandalkan kabel atau elektroda untuk berinteraksi dengan jaringan saraf.

Inspirasi utamanya berasal dari cara otak sendiri bekerja. Corpus callosum, misalnya, merupakan struktur yang menghubungkan belahan otak kanan dan kiri dengan sekitar 200 juta serat saraf.

Jika teknologi masa depan mampu membangun koneksi biologis baru secara aman, terbuka kemungkinan terciptanya jaringan komunikasi saraf dengan kapasitas yang jauh lebih besar dibandingkan antarmuka elektronik sederhana.

Konsep semacam ini bahkan memunculkan gambaran tentang semacam "internet saraf" di dalam tubuh manusia.

Perkembangan BCI juga berlangsung bersamaan dengan kemajuan ilmu kecerdasan buatan dan neuroscience.

Para peneliti semakin tertarik membandingkan bagaimana informasi direpresentasikan dalam sistem AI dengan bagaimana otak manusia membentuk representasi internal.

Dalam model bahasa dan sistem pengolahan gambar, misalnya, informasi dapat direpresentasikan dalam ruang laten atau latent space. Di sisi lain, otak juga membangun representasi internal terhadap objek, suara, bahasa, pengalaman, dan lingkungan.

Kemiripan struktur representasi tersebut menjadi salah satu titik temu menarik antara AI dan ilmu saraf.

Jika hubungan itu dapat dipahami lebih jauh, BCI tidak hanya digunakan untuk mengembalikan fungsi tubuh. Teknologi ini juga berpotensi menjadi alat untuk mempelajari bagaimana otak menghasilkan pikiran, persepsi, dan pada akhirnya kesadaran.

Max Hodak memproyeksikan tahun 2035 sebagai semacam event horizon, yaitu batas waktu ketika perkembangan integrasi BCI, AI, dan manusia berpotensi menghasilkan perubahan yang sulit dibayangkan dari perspektif saat ini.

Proyeksi tersebut bukan berarti semua teknologi futuristik pasti akan terwujud pada tahun tersebut. Namun, gagasan itu menunjukkan betapa cepat bidang rekayasa saraf berkembang.

Bahkan muncul prediksi yang jauh lebih ekstrem mengenai masa depan manusia. Hodak pernah mengatakan, "I think it is very possible that the first people to live to a thousand are alive right now."

Pernyataan tersebut menggambarkan kemungkinan bahwa kemajuan teknologi medis, rekayasa biologis, dan teknologi saraf pada akhirnya dapat mengubah cara manusia memahami penuaan dan batas biologis tubuh.

Selama ini BCI sering dibayangkan sebagai teknologi yang memungkinkan manusia menggerakkan kursor atau perangkat menggunakan pikiran.

Namun, arah perkembangannya jauh lebih besar.

Teknologi ini dapat menjadi instrumen untuk memulihkan penglihatan, membantu fungsi motorik, memahami sistem saraf, serta membuka cara baru manusia berinteraksi dengan teknologi.

Pada tahap yang lebih jauh, BCI bahkan dapat membantu manusia mempelajari dirinya sendiri dari perspektif yang sebelumnya tidak mungkin dilakukan.

Seperti yang dikatakan Hodak, "not only is the brain the only organ that really in some deep sense matters we are also just empirically much better at engineering it."

Kalimat tersebut menggambarkan perubahan paradigma yang sedang berlangsung: manusia tidak lagi hanya berusaha mengobati tubuh, tetapi mulai belajar merekayasa sistem yang menghasilkan persepsi, gerakan, dan pengalaman manusia itu sendiri.

Brain-Computer Interface sedang bergerak dari eksperimen laboratorium menuju fase perkembangan yang semakin cepat. Implan retina seperti Prima menunjukkan bahwa rekayasa saraf dapat digunakan untuk mencoba memulihkan fungsi sensorik dengan berinteraksi langsung dengan sistem biologis.

Pada saat yang sama, pengembangan antarmuka bio-hibrida dan pertemuan antara neuroscience dengan AI membuka kemungkinan yang jauh lebih besar. Tantangannya masih sangat besar, terutama dalam memahami kompleksitas otak dan meningkatkan kapasitas komunikasi antara jaringan saraf dan perangkat.

Namun, arah perkembangannya semakin jelas. BCI mungkin bukan sekadar teknologi untuk mengendalikan mesin menggunakan pikiran, melainkan salah satu pintu menuju era ketika manusia dapat memahami, memperbaiki, dan berinteraksi dengan sistem sarafnya sendiri dengan tingkat presisi yang belum pernah dicapai sebelumnya.

FAQ

1. Apa itu Brain-Computer Interface atau BCI? BCI adalah teknologi yang memungkinkan sistem elektronik berkomunikasi secara langsung dengan aktivitas sistem saraf atau otak untuk membaca, memproses, atau memberikan stimulasi informasi.
2. Apa fungsi implan Prima? Prima merupakan implan retina yang dirancang untuk membantu memulihkan penglihatan pada pasien dengan kerusakan sel fotoreseptor.
3. Seberapa kecil chip Prima? Chip Prima berukuran sekitar 2 × 2 milimeter dan ditempatkan di bawah retina.
4. Apa yang dimaksud dengan antarmuka saraf bio-hibrida? Antarmuka saraf bio-hibrida merupakan pendekatan yang memanfaatkan sel neuron hasil rekayasa untuk membangun koneksi biologis dengan jaringan saraf.
5. Mengapa integrasi BCI dan AI penting? Integrasi BCI dan AI berpotensi meningkatkan kemampuan membaca serta memahami sinyal saraf sekaligus membantu penelitian mengenai representasi informasi dan kesadaran manusia.