Keith Thomas, pria yang mengalami kelumpuhan setelah kecelakaan menyelam pada 2020, kini dapat mengangkat gelas dan minum sendiri. Kemampuan itu muncul berkat implan otak berbasis AI yang menerjemahkan niat gerak menjadi aktivasi pada otot lengan.
Perkembangan ini tidak hanya membantu Thomas menggenggam benda, tetapi juga memulihkan sebagian sensasi sentuhan pada tangannya. Ia kembali merasakan sentuhan di pergelangan tangan, bersamaan dengan peningkatan kekuatan pada lengan.
Jalur baru antara otak dan lengan
Sistem yang digunakan Thomas dirancang untuk menghubungkan sinyal dari otak ke bagian sumsum tulang belakang yang masih sehat. Jalur komunikasi baru ini memungkinkan perintah gerak dari otak diteruskan ke lengan dan tangan yang sebelumnya lumpuh.
Thomas mengikuti uji klinis yang dikembangkan oleh Feinstein Institutes for Medical Research di New York, Amerika Serikat. Liputan6.com, yang mengutip PopSci, melaporkan tim medis menjalankan operasi otak terbuka selama 15 jam pada 2023.
Operasi tersebut menerapkan prosedur double neural bypass, yang disebut sebagai yang pertama di dunia. Tim memasang sekaligus memetakan sistem brain-computer interface atau BCI pada otak Thomas untuk menghubungkan niat, gerakan, dan umpan balik sentuhan.
AI membaca niat untuk bergerak
Lima susunan mikroelektroda ditanamkan di otak Thomas untuk merekam sinyal yang berkaitan dengan gerakan. Algoritma machine learning kemudian menerjemahkan sinyal tersebut dengan akurasi mendekati 85 persen.
Hasil pembacaan sinyal diubah menjadi rangsangan listrik yang mengaktifkan otot-otot lengan bawah. Dengan proses itu, keinginan Thomas untuk menggerakkan tangan dapat diterjemahkan menjadi tindakan fisik yang lebih terarah.
| Komponen | Fungsi | Hasil |
|---|---|---|
| Lima mikroelektroda | Merekam sinyal otak terkait gerakan | Sinyal diterjemahkan dengan akurasi mendekati 85 persen |
| Algoritma machine learning | Mengubah sinyal menjadi perintah gerakan | Otot lengan bawah menerima rangsangan listrik |
| Sensor pada penyangga lengan 3D | Mengukur tekanan genggaman | Rangsangan ke korteks sensorik membantu menghadirkan sensasi sentuhan |
Bagian penting dari sistem ini adalah pemulihan sensasi, bukan hanya gerak. Sensor pada penyangga lengan cetak 3D mendeteksi tekanan ketika tangan menggenggam objek.
Data tekanan itu kemudian dikirim sebagai rangsangan listrik ke korteks sensorik di otak. Mekanisme tersebut membantu Thomas merasakan sentuhan saat tangannya menyentuh benda atau berinteraksi dengan orang lain.
Genggaman presisi tanpa memecahkan telur
Kemampuan implan diuji melalui tugas yang membutuhkan kendali genggaman sangat halus. Thomas dapat mengambil dan mengangkat cangkang telur kosong tanpa memecahkannya dalam hampir 90 persen percobaan.
Ia juga mampu melakukan tugas presisi itu sambil berbicara. Kemampuan menjalankan dua aktivitas tersebut menjadi peningkatan dibandingkan sistem BCI generasi sebelumnya yang umumnya menurun performanya saat pengguna melakukan lebih dari satu tugas.
Empat bulan setelah operasi pertama, Thomas menggambarkan arti besar dari kembalinya sentuhan pada tangannya. “Sekarang, saya bisa merasakan sentuhan seseorang yang menggenggam tangan saya. Rasanya sungguh luar biasa,” kata Thomas.
Hasil setelah pemantauan hampir tiga tahun
Beberapa bulan setelah operasi awal, Thomas mulai mendapatkan kembali kekuatan pada lengan dan pergelangan tangan sekaligus sensasi sentuhan. Perubahan ini memperlihatkan bahwa sistem dapat bekerja pada dua aspek penting, yakni kontrol gerak dan indra peraba.
Hasil penelitian setelah hampir tiga tahun kemudian dipublikasikan dalam jurnal Nature Medicine. Temuan tersebut menunjukkan potensi gabungan implan otak AI dan BCI untuk membantu pemulihan fungsi lengan serta tangan pada kondisi kelumpuhan.