Ilustrasi cedera otak yang menyebabkan kelumpuhan (Foto: Earth)
Jakarta, Jurnas.com - Kelumpuhan sering terjadi setelah seseorang mengalami cedera tulang belakang. Akibat kerusakan ini, tangan atau kaki tidak bisa digerakkan, meskipun otot dan saraf di dalam anggota tubuh sebenarnya masih hidup dan utuh. Masalah utamanya bukan pada otot, melainkan pada jalur penghubung antara otak dan tubuh yang terputus.
Menariknya, para ilmuwan menemukan bahwa otak orang yang lumpuh sebenarnya masih berfungsi normal dalam merencanakan gerakan. Saat seseorang berniat menggerakkan kaki atau tangan, sel-sel otak tetap mengirim sinyal. Namun, sinyal tersebut terhenti di bagian tulang belakang yang rusak, sehingga perintah tidak pernah sampai ke otot.
Pengetahuan ini membuka peluang baru. Jika sinyal dari otak masih ada, maka pertanyaannya bukan lagi `apakah otak masih bekerja?`, melainkan bagaimana cara menangkap sinyal tersebut dan menggunakannya kembali untuk membantu tubuh bergerak.
Sebuah studi terbaru dari peneliti di Italia dan Swiss memberikan gambaran baru tentang kemungkinan tersebut, dikutip dari Earth pada Selasa (27/1). Penelitian ini menyoroti penggunaan EEG, atau electroencephalography, sebagai alat untuk membaca niat gerakan dari otak tanpa perlu operasi.
EEG adalah metode perekaman aktivitas otak menggunakan sensor kecil yang ditempelkan di kulit kepala. Alat ini tidak masuk ke dalam tubuh dan tidak memerlukan pembedahan. Dibandingkan dengan implan otak yang harus ditanam melalui operasi, EEG dianggap jauh lebih aman karena tidak membawa risiko infeksi atau komplikasi bedah.
Salah satu peneliti, Laura Toni, menjelaskan bahwa timnya ingin mencari alternatif yang lebih aman. Menurutnya, operasi otak selalu membawa risiko tambahan, sehingga penting untuk melihat apakah sinyal gerakan bisa dibaca dari luar kepala saja.
Dalam penelitian ini, para ilmuwan mempelajari apa yang terjadi di otak saat orang lumpuh berusaha menggerakkan kakinya, meskipun gerakan tersebut tidak benar-benar terjadi. Mereka menemukan bahwa area otak yang mengatur gerakan tetap aktif, dan perubahan aktivitas ini bisa ditangkap oleh EEG.
Perubahan tersebut muncul dalam bentuk gelombang otak tertentu, terutama gelombang berfrekuensi rendah seperti theta, alpha, dan beta. Secara sederhana, gelombang ini adalah pola listrik alami di otak. Saat seseorang berusaha bergerak, kekuatan gelombang ini menurun dibandingkan saat tubuh sedang diam. Pola ini dikenal oleh ilmuwan sebagai event-related desynchronization, atau perubahan ritme otak akibat usaha melakukan sesuatu.
Penelitian ini melibatkan empat orang dengan cedera tulang belakang berat. Para peserta diminta melakukan gerakan sederhana, seperti mencoba mengangkat paha atau meluruskan lutut, sambil duduk. Walaupun kaki mereka tidak bergerak, aktivitas otak mereka menunjukkan perbedaan yang jelas antara saat mencoba bergerak dan saat beristirahat.
Untuk membaca perbedaan ini, peneliti menggunakan teknik pembelajaran mesin, yaitu komputer yang dilatih mengenali pola. Komputer tersebut belajar membedakan kapan seseorang sedang berusaha bergerak dan kapan tidak, hanya dari data gelombang otak.
Hasilnya cukup menjanjikan. Dalam banyak sesi, komputer mampu mengenali niat gerakan dengan tingkat akurasi di atas kebetulan. Bahkan, hanya dengan satu detik rekaman otak, sistem sudah bisa mendeteksi adanya usaha bergerak. Waktu satu detik ini dinilai ideal karena cukup cepat untuk digunakan dalam aplikasi nyata.
Namun, penelitian ini juga menunjukkan keterbatasan penting. Membedakan jenis gerakan, misalnya kaki kiri atau kaki kanan, masih sulit dilakukan. Hal ini karena area otak yang mengontrol gerakan kaki letaknya sangat berdekatan, sehingga sinyalnya saling tumpang tindih saat direkam dari kulit kepala.
Laura Toni menjelaskan bahwa bagian otak untuk mengatur kaki berada di tengah, sedangkan tangan berada lebih ke samping. Karena posisinya rapat, sinyal kaki lebih sulit dipisahkan dibandingkan sinyal tangan jika hanya menggunakan sensor di luar kepala.
Meski demikian, para peneliti menemukan bahwa pendekatan sederhana justru lebih efektif. Alih-alih mencoba membaca gerakan yang sangat spesifik, sistem EEG lebih cocok digunakan untuk mendeteksi apakah seseorang sedang berusaha bergerak atau tidak. Informasi ini sudah cukup berguna untuk banyak aplikasi medis.
Sebagai contoh, sinyal ingin bergerak dari otak bisa digunakan untuk memicu alat stimulasi tulang belakang yang sudah ada. Saat niat bergerak terdeteksi, sistem dapat mengaktifkan program berdiri atau berjalan secara otomatis, tanpa perlu kontrol yang rumit.
Pendekatan ini dinilai realistis karena sesuai dengan kemampuan EEG saat ini. Selain itu, EEG tidak memerlukan operasi, sehingga lebih aman bagi pasien dalam jangka panjang.
Penelitian ini menunjukkan bahwa meskipun tubuh tidak bisa bergerak, otak tidak pernah benar-benar berhenti berusaha. Dengan teknologi yang tepat, niat tersebut berpotensi diubah kembali menjadi aksi nyata.
Studi ini dipublikasikan dalam jurnal ilmiah APL Bioengineering.
Google News: http://bit.ly/4omUVRy
Terbaru: https://jurnas.com/redir.php?p=latest
Langganan : https://www.facebook.com/jurnasnews/subscribe/
Youtube: https://www.youtube.com/@jurnastv1825?sub_confirmation=1
gelombang otak cedera tulang belakang pemulihan kelumpuhan
