Peneliti Kembangkan Teknologi untuk Menipu Otak dengan Holografi

Bagaimana jika kita bisa mengedit sensasi yang kita rasakan; tempelkan di gambar otak kita yang tidak pernah kita lihat, memotong rasa sakit yang tidak diinginkan atau menyisipkan aroma yang tidak ada ke dalam memori?

University of California, Berkeley neuroscientists sedang membangun peralatan untuk melakukan hal itu, mereka menggunakan proyeksi holografik ke otak untuk mengaktifkan atau menekan lusinan hingga ribuan neuron sekaligus, ratusan kali setiap detik, meniru pola nyata aktivitas otak untuk mengelabui otak. hal ini dilakukan agar otak berpikir ia telah merasakan, melihat, atau merasakan sesuatu.

Baca juga: Kontak Mata dengan Bayi Selaraskan Gelombang Otak

Tujuannya adalah untuk membaca aktivitas saraf secara terus-menerus dan memutuskan, berdasarkan aktivitas, yang mengatur neuron untuk mengaktifkan untuk mensimulasikan pola dan irama respon otak yang sebenarnya, sehingga dapat menggantikan sensasi yang hilang setelah kerusakan saraf perifer atau kontrol anggota badan prostetik.

"Ini memiliki potensi besar untuk prostesis saraf, karena memiliki ketepatan yang dibutuhkan otak untuk menginterpretasikan pola aktivasi. Jika Anda dapat membaca dan menulis bahasa otak, Anda dapat berbicara dengannya dalam bahasanya sendiri dan itu dapat menafsirkan pesannya jauh lebih baik, "terang Alan Mardinly, seorang rekan postdoctoral di lab UC Berkeley Hillel Adesnik serta seorang asisten profesor biologi molekuler dan sel.

"Ini adalah salah satu langkah pertama di jalan panjang untuk mengembangkan teknologi yang bisa menjadi implan otak virtual dengan indra tambahan atau indera yang ditingkatkan, " tambah Alan.

Baca juga:Apakah Stres Orang Lain Dapat Mengubah Otak Kita?

Mardinly merupakan satu dari tiga penulis pertama dari sebuah makalah yang muncul online 30 April sebelum akhirnya dipublikasi dalam jurnal Nature Neuroscience. Mereka menggambarkan modulator otak holografik yang dapat mengaktifkan hingga 50 neuron sekaligus dalam potongan tiga dimensi otak yang mengandung beberapa ribu neuron, dan ulangi hingga 300 kali per detik dengan set 50 neuron yang berbeda.

"Kemampuan untuk berbicara dengan otak memiliki potensi luar biasa untuk membantu mengkompensasi kerusakan saraf yang disebabkan oleh penyakit degeneratif atau cedera," kata Ehud Isacoff, profesor biologi molekuler dan sel UC Berkeley dan direktur Helen Wills Neuroscience Institute, yang tidak terlibat dalam proyek penelitian.

"Dengan menyandi persepsi ke dalam korteks manusia, Anda bisa membiarkan orang buta melihat atau orang lumpuh untuk merasakan sentuhan."

Proyeksi Holografik

Masing-masing dari 2.000 hingga 3.000 neuron di bagian otak telah dilengkapi dengan protein yang ketika terkena kilatan cahaya ia akan mengubah sel untuk menciptakan lonjakan aktivitas singkat.

Salah satu terobosan utama adalah menemukan cara untuk menargetkan setiap sel secara individual tanpa memukul sekaligus.

Baca juga: Pro Kontra Terapi Cuci Otak yang Dilakukan Dokter Terawan

Untuk memfokuskan cahaya ke hanya sel tubuh - target yang lebih kecil dari lebar rambut manusia - dari hampir semua sel di bagian otak, mereka beralih ke holografi yang dihasilkan komputer, metode membengkokkan dan memfokuskan cahaya untuk membentuk pola spasial tiga dimensi. Efeknya seolah-olah gambar 3D mengambang di angkasa.

Dalam hal ini, gambar holografik diproyeksikan ke lapisan tipis jaringan otak di permukaan korteks, sekitar sepersepuluh milimeter tebal, meskipun jendela bening ke otak.

"Kemajuan besar adalah kemampuan untuk mengendalikan neuron tepat di ruang dan waktu," ujar postdoc Nicolas Pégard, penulis pertama lainnya yang juga seorang profesor teknik elektro dan ilmu komputer. 

"Dengan kata lain, untuk menembak set neuron yang sangat spesifik yang ingin Anda aktifkan dan melakukannya pada skala karakteristik dan kecepatan di mana mereka biasanya bekerja."

Para peneliti telah menguji prototipe dalam bidang sentuh, penglihatan, dan motorik pada otak tikus saat mereka berjalan di atas treadmill dengan kepala mereka yang tidak bisa bergerak.

Meskipun mereka belum mencatat perubahan perilaku pada tikus ketika otak mereka dirangsang, Mardinly mengatakan bahwa aktivitas otak mereka - yang diukur secara real-time dengan pencitraan dua-foton tingkat kalsium dalam neuron - menunjukkan pola yang mirip dengan Menanggapi stimulus sensorik. Mereka sekarang melatih tikus sehingga mereka dapat mendeteksi perubahan perilaku setelah stimulasi.

Prostetik dan Implan Otak

Area otak yang ditutupi - sekarang sepotong- setengah milimeter persegi dan sepersepuluh dari ketebalan milimeter - dapat ditingkatkan untuk membaca dan menulis ke lebih banyak neuron di lapisan luar otak, atau korteks, Pégard mengatakan. Dan pengaturan holografi laser akhirnya bisa dibuat miniatur untuk muat dalam ransel yang bisa diangkut seseorang.

Baca juga: Ilmuwan Tanam Sel Otak Pada Bayi Tikus

Mardinly, Pégard dan penulis lainnya postdoc Ian Oldenburg, membangun modulator otak holografik dengan membuat kemajuan teknologi di sejumlah bidang.

PROMOTED CONTENT