Kemajuan Teknologi Antarmuka Otak-Komputer Memungkinkan Bicara untuk Pasien Lumpuh

Para peneliti di University of California, Davis berhasil mengembangkan sistem brain-computer interface (BCI) yang memungkinkan pasien Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) berbicara kembali dalam waktu nyata. ALS adalah penyakit yang menyebabkan hilangnya kontrol otot, termasuk kemampuan berbicara, sehingga teknologi ini sangat penting. Sistem BCI ini menggunakan implan mikroelektroda yang ditanamkan di area otak yang mengontrol produksi suara. Dengan 256 elektroda, perangkat ini bisa menangkap sinyal aktivitas ratusan neuron sekaligus dan mengirimkannya ke komputer untuk diterjemahkan menjadi suara sintetis. Peneliti melibatkan seorang pria berusia 45 tahun dalam uji coba BrainGate2. Dia diberi kalimat untuk diucapkan, sementara sinyal otaknya direkam. Hasilnya, BCI mampu menerjemahkan sinyal tersebut menjadi suara dengan delay hanya satu-forti detik, hampir sama dengan mendengar suara asli sendiri. Sistem ini juga memungkinkan pengguna untuk mengatur nada suara mereka, bahkan bernyanyi sederhana. Teknologi ini memakai algoritma AI canggih yang menghubungkan pola sinyal saraf dengan suara yang diinginkan secara real-time, sekaligus memperhatikan intonasi dan ritme bicara. Meskipun masih dalam tahap awal, teknologi BCI suara ini memberikan harapan besar bagi pasien yang kehilangan suara karena kelumpuhan atau stroke. Langkah berikutnya adalah menguji keberhasilan teknologi ini pada lebih banyak pasien untuk memperluas manfaatnya.

Para ilmuwan di Harvard telah menciptakan alat bioelektronik yang sangat lunak, tipis, dan elastis yang bisa ditanamkan di embrio kodok. Alat ini mampu melacak aktivitas otak sejak tahap awal pembentukannya tanpa mengganggu perkembangannya. Alat ini dibuat dari bahan elastomer khusus yang sangat lembut dan fleksibel, sehingga bisa menyesuaikan diri dengan jaringan otak yang terus tumbuh dan berkembang menjadi struktur tiga dimensi seperti otak dan sumsum tulang belakang. Ini merupakan metoder revolusioner karena sebelumnya tidak ada alat yang mampu memantau aktivitas saraf sejak awal proses pembentukan otak dengan cara yang tidak merusak dan tahan lama. Dengan teknologi ini, para peneliti bisa memahami lebih dalam bagaimana otak berkembang dan bagaimana gangguan perkembangan seperti autisme dan skizofrenia bisa muncul sejak dini. Ini membuka peluang untuk pencegahan dan pengobatan gangguan tersebut. Penelitian ini bukan hanya menunjukkan kemajuan dalam bidang bioelektronik, tetapi juga membawa harapan untuk mengungkap misteri perkembangan otak dengan lebih baik, terutama pada tahap embrio yang sangat penting.

Seorang pria berusia 45 tahun yang mengalami gangguan bicara parah akibat amyotrophic lateral sclerosis kini bisa berbicara dan bernyanyi dengan bantuan alat yang mengubah aktivitas otak menjadi suara. Penyakit ini merusak saraf yang mengontrol gerakan otot, termasuk yang diperlukan untuk berbicara dengan jelas. Untuk membantu pria ini, para ilmuwan menanam 256 elektroda kecil di bagian otak yang mengontrol gerakan. Elektroda ini merekam sinyal listrik dari otaknya setiap 10 milidetik saat dia mencoba untuk berbicara atau bernyanyi. Dengan bantuan kecerdasan buatan, sinyal otak tersebut diterjemahkan secara real-time menjadi suara yang tidak hanya menirukan kata-kata yang diinginkan, tetapi juga memperlihatkan nada, tekanan kata, dan ekspresi emosional, sehingga terdengar alami. Sistem ini menggunakan suara sintetis yang dipersonalisasi berdasarkan rekaman suara asli pria tersebut sebelum penyakitnya semakin parah. Ini memungkinkan suara buatan terdengar sangat mirip dengan suara aslinya. Penemuan ini merupakan kemajuan besar dibandingkan teknologi sebelumnya, karena sekarang memungkinkan komunikasi spontan dan berkelanjutan dengan suara yang alami, dan dianggap sebagai terobosan penting dalam bidang teknologi antarmuka otak dan komunikasi bagi penderita gangguan bicara.

Seorang pria yang mengalami gangguan bicara parah akibat amyotrophic lateral sclerosis kini dapat berbicara dan bernyanyi menggunakan alat yang menerjemahkan aktivitas otaknya menjadi suara secara langsung. Penyakit ini merusak saraf yang mengendalikan otot bicara, membuat komunikasi menjadi sangat sulit baginya. Para peneliti memasang 256 elektroda silikon di otak pria tersebut untuk menangkap sinyal listrik di area motorik yang mengontrol gerakan bicara. Sinyal-sinyal ini kemudian diolah dalam setiap 10 milidetik oleh algoritma pembelajaran mendalam yang dikembangkan khusus. Sistem ini tidak hanya menerjemahkan kata-kata yang ingin diucapkan, tetapi juga mampu menangkap intonasi, penekanan, dan nada suara sehingga suara sintetis yang dihasilkan terdengar alami dan ekspresif, menyerupai suara asli peserta sebelum sakit. Berbeda dengan teknologi sebelumnya yang lambat atau hanya bisa menghasilkan suara setelah kalimat selesai diucapkan, perangkat ini mampu berbicara secara spontan dan hampir tanpa jeda, menjadikan komunikasi menjadi lebih alami dan langsung. Peneliti berharap teknologi ini dapat membantu banyak orang dengan gangguan berbicara untuk berkomunikasi lebih efektif dan ekspresif, mengembalikan kualitas hidup serta memperkuat hubungan sosial mereka.