Nathan Copeland, pria berusia 28 yang tidak bisa merasakan atau menggerakkan lengan dan kaki bawahnya setelah mengalami kecelakaan mobil, telah merasakan sensasi sentuhan melalui lengan robot yang dia kontrol dengan otaknya.
Operasi Copeland, yang melibatkan penanaman empat microelectrode kecil masing-masing berukuran sekitar setengah ukuran tombol kemeja di otaknya, adalah yang pertama medis.
Implan terhubung ke Brain Computer Interface (BCI), dikembangkan oleh para periset di University of Pittsburgh. Tim menjelaskan hasilnya di Science Translational Medicine.
“Hasil terpenting dalam studi ini adalah bahwa mikrostimulasi korteks sensorik dapat menimbulkan sensasi alami alih-alih kesemutan,” kata rekan penulis studi Andrew B. Schwartz, profesor neurobiologi dan ketua dalam ilmu saraf sistem. “Stimulasi ini aman, dan sensasi yang ditimbulkan stabil selama berbulan-bulan.
{youtube}L1bO-29FhMU{/youtube}
"Masih banyak penelitian yang perlu dilakukan untuk lebih memahami pola stimulasi yang dibutuhkan untuk membantu pasien melakukan gerakan yang lebih baik."
Ini bukan usaha pertama tim di BCI. Empat tahun yang lalu, rekan penulis studi Jennifer Collinger, asisten profesor bidang pengobatan fisik dan rehabilitasi, dan ilmuwan riset untuk VA Pittsburgh Healthcare System, dan tim tersebut mendemonstrasikan sebuah BCI yang membantu Jan Scheuermann, yang memiliki quadriplegia yang disebabkan oleh penyakit degeneratif. Video Scheuermann memberi makan cokelatnya sendiri Menggunakan lengan robot yang dikendalikan pikiran terlihat di seluruh dunia. Sebelum itu, Tim Hemmes, lumpuh dalam kecelakaan sepeda motor, mengulurkan tangan untuk menyentuh tangan dengan pacarnya.
Tapi cara tangan kita secara alami bergerak dan berinteraksi dengan lingkungan sekitar kita adalah karena lebih dari sekedar berpikir dan menggerakkan otot kanan. Kita bisa membedakan antara sepotong kue dan soda bisa melalui sentuhan, memungut kue lebih lembut dari kaleng. Umpan balik konstan yang kita terima dari rasa sentuhan adalah hal yang sangat penting karena memberi tahu otak ke mana harus bergerak dan seberapa banyak.
Bagi pemimpin studi Robert Gaunt, asisten profesor pengobatan fisik dan rehabilitasi, itulah langkah selanjutnya untuk BCI.
Karena Gaunt dan rekannya mencari kandidat yang tepat, mereka mengembangkan dan memperbaiki sistem mereka sehingga masukan dari lengan robot ditransmisikan melalui array microelectrode yang ditanamkan ke otak di mana neuron yang mengendalikan gerakan tangan dan sentuhan berada. Array microelectrode dan sistem kontrolnya, yang dikembangkan oleh Blackrock Microsystems, bersama dengan lengan robot, yang dibangun oleh Laboratorium Fisika Terapan Johns Hopkins, membentuk semua potongan teka-teki.
Cerita Copeland
Pada musim dingin 2004, Copeland, yang saat itu sedang 18, sedang mengemudi di malam hari dalam cuaca hujan saat dia dalam kecelakaan mobil yang menjentikkan lehernya dan melukai sumsum tulang belakangnya, meninggalkan dia dengan quadriplegia dari dada bagian atas ke bawah.
Setelah kecelakaan itu, dia mendaftarkan diri pada daftar pasien yang bersedia mengikuti uji klinis. Hampir satu dekade kemudian, tim peneliti bertanya apakah dia tertarik untuk berpartisipasi dalam studi eksperimental.
Setelah melewati tes skrining, Copeland didorong ke ruang operasi pada musim semi lalu. Teknik pencitraan digunakan untuk mengidentifikasi daerah tepatnya di otak Copeland yang sesuai dengan perasaan di masing-masing jari dan telapak tangannya.
"Saya bisa merasakan hampir setiap jari-ini adalah sensasi yang sangat aneh," Copeland mengatakan sekitar sebulan setelah operasi. "Terkadang terasa ringan dan terkadang tekanannya, tapi untuk sebagian besar, saya bisa membedakan sebagian besar jari dengan presisi yang pasti. Rasanya jari saya tersentuh atau terdorong. "
Pada saat ini, Copeland dapat merasakan tekanan dan membedakan intensitasnya sampai batas tertentu, meskipun ia tidak dapat mengidentifikasi apakah suatu zat bersifat panas atau dingin, jelas peneliti studi dan ahli bedah saraf Elizabeth Tyler-Kabara.
Gaunt mengatakan segala sesuatu tentang pekerjaan itu dimaksudkan untuk memanfaatkan kemampuan alami dan alami otak untuk memberi orang kembali apa yang hilang tapi tidak terlupakan.
"Tujuan utamanya adalah menciptakan sebuah sistem yang bergerak dan terasa seperti lengan alami," kata Gaunt. "Kami harus menempuh perjalanan jauh ke sana, tapi ini awal yang bagus."
Program Prostheti Revolutionizing Agency of Advanced Research Projects Agency menyediakan sebagian besar dana.
Sumber: University of Pittsburgh
Buku terkait:
at Pasar InnerSelf dan Amazon
