Prostetik saraf bertujuan untuk meningkatkan daya ingat – Dunia Fisika

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/neural-prosthetic-aims-to-boost-memory-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/neural-prosthetic-aims-to-boost-memory-physics-world-2.jpg" data-caption="Tugas mengingat gambar Tim peneliti memberikan neurostimulasi kepada peserta studi selama tugas memori pengenalan visual, dan menemukan perubahan signifikan dalam seberapa baik orang mengingat gambar. (Atas izin: Fakultas Kedokteran Universitas Wake Forest)”>

Sistem prostetik elektronik dapat membantu orang dengan gangguan ingatan – akibat penyakit Alzheimer, cedera otak traumatis, atau epilepsi – mengingat informasi tertentu. Teknologi baru, sedang dikembangkan oleh para peneliti di Fakultas Kedokteran Universitas Wake Forest dan University of Southern California, bekerja di hipokampus, bagian otak yang terlibat dalam pembuatan kenangan baru.

Antarmuka otak-komputer, seperti anggota tubuh robot, menjalin komunikasi antara otak dan perangkat eksternal. Hipokampus (manusia sebenarnya memiliki dua hipokampus, satu di setiap belahan otak), sampai taraf tertentu, dapat menumbuhkan neuron baru. Namun para ilmuwan belum menemukan cara untuk memperbaiki kerusakan hipokampus. Prostetik saraf yang dikembangkan oleh para peneliti menggunakan model yang berasal dari aktivitas listrik hipokampus untuk merangsang ingatan.

“Sebagian besar antarmuka kendali otak mengandalkan otak untuk mencari tahu cara menangani masukan dari berbagai hal. Kami sedang mencari cara untuk mencocokkan apa yang dilakukan otak,” kata Brent Roeder, peneliti di Wake Forest yang telah mengerjakan proyek ini selama hampir satu dekade. “Kami sedang mencari tahu, apa saja cara yang mungkin untuk meningkatkan fungsi memori, dan cara mana yang paling cocok untuk orang tertentu dan kondisi seperti apa?”

Pengkodean dan penguraian memori

Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan pada tahun 2018 di Jurnal Teknik Saraf, tim menstimulasi neuron di hipokampus secara real time menggunakan model matematika nonlinier multi-input multi-output. “[Dalam penelitian tersebut, model] tidak peduli dengan apa yang Anda coba ingat… model tersebut hanya mencoba membantu hipokampus Anda bekerja lebih baik,” jelas Roeder.

Dalam karya terbaru mereka, dilaporkan di Frontiers dalam Computational Neuroscience, para peneliti mengisolasi aktivitas listrik ke neuron tertentu dan kemudian menggunakan informasi tersebut untuk merangsang hipokampus untuk melihat apakah hal itu dapat membantu orang mengingat gambar tertentu dengan lebih baik.

Penelitian ini melibatkan 14 orang dewasa – semuanya memiliki diagnosis epilepsi dan berpartisipasi dalam prosedur pemetaan otak diagnostik di mana elektroda ditempatkan di setidaknya satu hipokampus. Para peserta diperlihatkan berbagai kategori gambar (hewan, bangunan, tumbuhan, alat, atau kendaraan) dalam tugas memori pencocokan-ke-sampel yang tertunda secara visual. Para peneliti mengidentifikasi aktivitas saraf umum di hipokampus untuk setiap kategori gambar dan menggunakan informasi ini untuk memperoleh pola pengaktifan tetap yang dihitung secara matematis. Pola penembakan ini kemudian digunakan untuk menstimulasi hipokampus selama tugas memori pengenalan visual.

“Kami benar-benar menguji dua hal dalam penelitian ini. Yang pertama adalah, bisakah Anda merangsang informasi spesifik? Dan yang kedua adalah, seberapa baik kita menstimulasi informasi yang ingin kita rangsang?” kata Roeder. “Jadi jawaban pertanyaan pertama ya, bisa dirangsang untuk informasi spesifik. Jawaban atas pertanyaan kedua adalah, masih banyak ruang untuk perbaikan.”

Para peneliti mengamati peningkatan dan penurunan kinerja memori. Pada sekitar 22% kasus, terdapat perbedaan dalam seberapa baik peserta mengingat gambar yang pernah diperlihatkan kepada mereka sebelumnya. Ketika stimulasi diberikan pada kedua sisi otak, hampir 40% peserta dengan gangguan fungsi memori menunjukkan perubahan kinerja memori.

“Contoh yang saya berikan adalah, Anda pernah melihat seorang pelayan membawa nampan di jarinya. Mereka tidak menopang seluruh baki, mereka menopang sebagian baki. Namun karena bagian-bagian baki tersebut terhubung ke baki lainnya, maka seluruh baki terangkat,” jelas Roeder. “Ingatan kita bersifat asosiatif. Kami tidak berusaha mendukung seluruh memori – kami mencoba mendukung sebagian aktivitas saraf untuk meningkatkan seluruh memori.”

Para peneliti menyimpulkan bahwa mungkin terdapat lebih banyak tumpang tindih antara kategori gambar daripada yang mereka perkirakan (misalnya, hewan sering ditemukan di dekat tumbuhan). Membuat kategori gambar lebih berbeda, misalnya dengan menampilkan warna atau arah, bukan gambar, dapat membantu meningkatkan kinerja prostetik elektronik.

“Sekarang kita tahu bahwa hal itu mungkin terjadi… yang penting hanyalah menjadi lebih baik dalam hal itu,” kata Roeder.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/neural-prosthetic-aims-to-boost-memory/