Ilustrasi konseptual dari otak manusia yang terbuka untuk mengekstraksi jaringan saraf.
Cerita ini merupakan bagian dari serangkaian perkembangan terkini dalam Pengobatan Regeneratif. Artikel ini membahas kemajuan dalam teknologi neuroprostetik.
Pada tahun 1999, saya mendefinisikan pengobatan regeneratif sebagai kumpulan intervensi yang mengembalikan fungsi normal pada jaringan dan organ yang rusak akibat penyakit, cedera trauma, atau usia. Saya meliputi spektrum penuh obat berbasis kimia, gen, dan protein, terapi berbasis sel, dan intervensi biomekanik yang mencapai tujuan tersebut.
Sebuah perangkat baru telah dikembangkan yang memungkinkan Anda berbicara hanya dengan pikiran, tanpa menggunakan pita suara. Hal ini berguna bagi orang dengan kerusakan neurologis yang tidak dapat lagi berbicara namun masih bisa berpikir. Sistem ini mengisolasi sinyal saraf yang terkait dengan sintesis ucapan, menerjemahkan sinyal tersebut menjadi kata-kata. Di sini, saya akan menganalisis penemuan mereka dan mendiskusikan bagaimana hal itu dapat mempengaruhi masa depan pengembangan neuroprostetik.
Tiga wilayah penting dalam otak berkembangnya berbicara: korteks motorik, area Wernicke, dan area Broca. Area Wernicke dan Broca mengawasi pemahaman dan pembangunan berbicara. Ketika kita mendengar “Bagaimana kabarmu,” area Wernicke memahami arti frasa tersebut dan mengirim sinyal saraf ke area Broca, menghasilkan respons seperti “Aku baik-baik saja.” Korteks motorik mengontrol gerakan bibir, lidah, dan pita suara untuk menghasilkan suara dalam kata-kata yang diucapkan, menerima instruksi dari area Broca.
Mereka yang kehilangan kemampuan berbicara memiliki jalur saraf yang rusak antara wilayah-wilayah ini. Kebanyakan biasanya, korteks motorik mengalami kerusakan dan tidak dapat menghasilkan gerakan fisik yang diperlukan untuk menyampaikan kata-kata.
Dalam sebuah studi untuk jurnal Nature, Dr. Francis Willett dan rekan-rekannya dari Universitas Stanford menjelaskan perangkat yang sangat akurat, memungkinkan pengguna menghasilkan ucapan secara real time hanya dengan pikiran. Menghubungkan elektroda dari antarmuka otak-mesin ke daerah otak yang meliputi area Broca dan Wernicke dapat menerjemahkan sinyal saraf menjadi teks fungsional di layar atau ucapan oleh komputer bantu.
Studi tersebut difokuskan pada individu yang kehilangan kemampuan bicara karena amyotrophic lateral sclerosis yang disebabkan oleh onsakular bulbar, namun kemungkinan besar berlaku untuk banyak orang. Karena sinyal saraf sangat personal, langkah pertama adalah mengajarkan antarmuka otak-mesin gerakan orofasial yang terkait dengan sinyal saraf tertentu, termasuk gerakan rahang, bibir, lidah, dan laring.
Langkah berikutnya adalah membuat riwayat pelatihan untuk sistem merujuk ketika diminta untuk membuat kata-kata atau frasa. Subjek menghabiskan beberapa hari mencoba mengucapkan 10.850 kalimat, dengan neuroprostetik memantau tembakan saraf dan gerakan bicara yang terkait. Setiap kalimat dicatat untuk memastikan bahwa kalimat yang digunakan dalam pengujian lebih lanjut tidak akan diulang.
Hasil akhirnya sangat konsisten dan akurat bahkan beberapa bulan setelah implantasi. Para peneliti menguji sekelompok kecil 50 kata yang sebelumnya tidak digunakan selama sesi pembelajaran. Rata-rata, sistem secara akurat menyampaikan kata-kata yang dipikirkan oleh subjek sebesar 90,9% dari waktu. Dengan kelompok kata yang lebih besar sebanyak 125.000 kata, akurasinya tetap tinggi sebesar 76,2%. Sementara itu, dekripsi bicara rata-rata 62 kata per menit, tidak jauh dari rata-rata bicara alami sebesar 160 kata per menit.
Dekoder bicara ini membuktikan bahwa antarmuka otak-mesin yang menerjemahkan kata-kata dengan kecepatan tinggi dengan jumlah kosakata besar bukan hanya mungkin tetapi juga saat ini dapat diwujudkan. Meskipun kesalahan dalam rentang 20 persen bukanlah yang ideal untuk bicara yang akurat, akurasi tersebut kemungkinan bisa disesuaikan dari waktu ke waktu untuk menciptakan sistem yang lebih presisi.
Tentu saja, kita harus mencatat kemungkinan biaya tinggi dari sistem tersebut dan pelatihan pengguna yang panjang dan adaptasi yang diperlukan untuk optimisasi sistem. Ini tidak akan tersedia bagi individu dengan pendapatan rendah atau menengah dalam waktu dekat, namun kita sangat mengantisipasi hari ketika teknologi ini dapat diakses dengan mudah.
Jika tersedia secara luas, dekoder bicara seperti ini dapat melayani 5-10% warga Amerika dengan gangguan bicara signifikan, secara signifikan meningkatkan kualitas hidup mereka dan meletakkan dasar untuk komunikasi penuh antara mereka yang telah kehilangan suara mereka dan orang di sekitar mereka. Seseorang bahkan bisa melihat jalur menuju autotranslasi antar bahasa, namun itu adalah pemikiran yang jauh lagi.
Untuk membaca lebih banyak artikel dalam seri ini, silakan kunjungi www.williamhaseltine.com.