Alat Pembaca Pikiran Bantu Komunikasi Pasien Lumpuh

PARA ilmuwan mengembangkan teknologi antarmuka otak-komputer (brain-computer interface/BCI) yang mampu menerjemahkan “bicara batin” atau ucapan dalam pikiran menjadi kata-kata. Inovasi ini membuka peluang baru bagi pasien dengan gangguan bicara akibat kelumpuhan untuk kembali berkomunikasi secara lebih cepat dan alami.

Penelitian ini dipimpin oleh Asisten Profesor Bedah Saraf Frank Willett dari Stanford University bersama tim lintas institusi, dan dipublikasikan dalam jurnal Cell pada 14 Agustus. Studi tersebut melibatkan peneliti dari sejumlah universitas, termasuk Emory, Georgia Tech, UC Davis, Brown, dan Harvard Medical School.

Teknologi BCI bekerja dengan memanfaatkan susunan mikroelektroda berukuran sangat kecil yang ditanamkan di permukaan otak, tepatnya di area korteks motorik yang mengatur gerakan, termasuk gerakan otot yang menghasilkan ucapan. Perangkat ini merekam aktivitas saraf dan mengirimkannya ke komputer untuk diterjemahkan menjadi kata atau perintah.

Untuk mengubah sinyal otak menjadi bahasa, para peneliti menggunakan algoritma pembelajaran mesin yang dilatih untuk mengenali pola aktivitas saraf yang berkaitan dengan fonem, yaitu unit terkecil dalam ucapan. Fonem-fonem ini kemudian dirangkai menjadi kata dan kalimat.

Sebelumnya, teknologi BCI telah berhasil menerjemahkan sinyal otak dari upaya berbicara menjadi kata-kata dengan tingkat akurasi tinggi, meskipun pasien tidak mampu menggerakkan otot bicara secara fisik. Namun, dalam penelitian terbaru, ilmuwan melangkah lebih jauh dengan meneliti kemampuan sistem dalam mendekode “bicara batin” yang tidak diucapkan.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas bicara batin menghasilkan pola sinyal yang jelas di otak, meskipun lebih lemah dibandingkan dengan sinyal dari upaya berbicara. Meski tingkat akurasinya masih di bawah metode sebelumnya, temuan ini dinilai sebagai bukti awal bahwa komunikasi berbasis pikiran murni berpotensi diwujudkan.

“Temuan ini memberi harapan bahwa di masa depan, pasien dengan kelumpuhan dapat berkomunikasi dengan lebih lancar, cepat, dan nyaman hanya melalui pikiran,” ujar Willett.

Meski menjanjikan, pengembangan teknologi ini juga memunculkan tantangan, terutama terkait privasi. Para peneliti mengakui adanya potensi sistem secara tidak sengaja “membaca” pikiran yang tidak dimaksudkan untuk dikomunikasikan.

Untuk mengatasi hal tersebut, tim peneliti mengembangkan sejumlah mekanisme pengamanan. Salah satunya adalah sistem berbasis “kata sandi mental” yang mengharuskan pengguna membayangkan frasa tertentu sebelum sistem dapat menerjemahkan pikiran menjadi kata. Selain itu, sistem juga dilatih untuk mengabaikan sinyal yang berasal dari bicara batin yang tidak disengaja.

Para peneliti menekankan bahwa teknologi BCI implan masih berada pada tahap awal pengembangan dan belum tersedia secara luas. Penggunaannya juga berada di bawah pengawasan ketat untuk memastikan standar etika medis tetap terjaga.

Ke depan, pengembangan perangkat keras yang lebih canggih diharapkan dapat meningkatkan jumlah neuron yang dapat direkam, sekaligus memungkinkan sistem menjadi lebih akurat dan mudah digunakan. Peneliti juga berencana mengeksplorasi area otak lain yang berperan dalam bahasa dan pendengaran untuk meningkatkan kualitas decoding.

Dengan berbagai pengembangan tersebut, teknologi BCI dinilai memiliki potensi besar dalam merevolusi cara manusia berkomunikasi, khususnya bagi mereka yang kehilangan kemampuan berbicara akibat kondisi medis.

Perlu dicatat bahwa BCI yang ditanamkan belum menjadi teknologi yang tersedia secara luas dan masih dalam tahap awal penelitian dan pengujian. Teknologi ini juga diatur oleh pemerintah federal dan lembaga lainnya untuk membantu menjunjung tinggi standar etika medis tertinggi. Apa saja beberapa langkah yang dapat mengatasi masalah privasi ini?

Untuk BCI generasi saat ini, yang dirancang untuk menerjemahkan aktivitas saraf yang dipicu oleh upaya untuk menghasilkan ucapan secara fisik, para peneliti mendemonstrasikan dalam penelitian mereka cara baru untuk melatih BCI agar lebih efektif mengabaikan ucapan batin, sehingga mencegahnya terdeteksi secara tidak sengaja oleh sistem.

Untuk BCI generasi berikutnya yang dimaksudkan untuk menerjemahkan ucapan batin secara langsung yang dapat memungkinkan kecepatan lebih tinggi dan kenyamanan lebih besar para peneliti mendemonstrasikan sistem perlindungan kata sandi yang mencegah ucapan batin diterjemahkan kecuali pengguna terlebih dahulu membayangkan kata sandi tersebut, misalnya, frasa langka yang tidak akan secara tidak sengaja dibayangkan, seperti “Senang rasanya saya tidak mengatakan pisang.”

Kedua metode ini sangat efektif dalam mencegah kebocoran ucapan batin yang tidak disengaja. Apa yang akan terjadi selanjutnya? Seberapa jauh realisasi praktis dari pendekatan ini? Langkah apa yang akan diambil berikutnya?

Perangkat keras yang lebih baik akan memungkinkan lebih banyak neuron untuk direkam dan akan sepenuhnya dapat ditanamkan serta bersifat nirkabel, sehingga meningkatkan akurasi, keandalan, dan kemudahan penggunaan BCI. Beberapa perusahaan sedang mengembangkan bagian perangkat keras ini, yang diharapkan dapat tersedia dalam beberapa tahun ke depan.

Untuk meningkatkan akurasi penguraian ucapan internal, para peneliti juga tertarik untuk mengeksplorasi wilayah otak di luar korteks motorik, yang mungkin mengandung informasi dengan fidelitas lebih tinggi tentang ucapan yang dibayangkan misalnya, wilayah yang secara tradisional dikaitkan dengan bahasa atau pendengaran. hay