Neuroteknologi

Neuroteknologi adalah teknologi apa pun yang memiliki pengaruh mendasar terhadap cara orang memahami otak dan berbagai aspek kesadaran, pemikiran, dan aktivitas tingkat tinggi di otak. Teknologi ini juga mencakup teknologi yang dirancang untuk meningkatkan dan memperbaiki fungsi otak[1] dan memungkinkan peneliti dan dokter untuk memvisualisasikan otak.

Ikhtisar

Bidang neuroteknologi telah ada selama hampir setengah abad tetapi baru mencapai kematangannya pada kurun waktu dua puluh tahun terakhir. Munculnya pencitraan otak merevolusi bidang ini, memungkinkan para peneliti untuk secara langsung memantau aktivitas otak selama melakukan sebuah percobaan. Neuroteknologi telah memberikan pengaruh yang signifikan pada masyarakat, meskipun kehadirannya sangat umum sehingga banyak yang tidak menyadari keberadaannya di mana-mana. Dari obat-obatan farmasi hingga pemindaian otak, neuroteknologi memengaruhi hampir semua orang industri baik secara langsung maupun tidak langsung, mulai dari obat-obatan untuk depresi, tidur, ADD, atau antineurotik hingga pemindaian kanker, rehabilitasi strok, dan banyak lagi.

Saat ini, sains modern dapat mencitrakan hampir semua aspek otak serta mengontrol beberapa fungsi otak. Ini dapat membantu mengontrol depresi, aktivasi berlebihan, kurang tidur, dan banyak kondisi lainnya. Secara terapeutik dapat membantu meningkatkan koordinasi motorik korban strok, memperbaiki fungsi otak, mengurangi episode epilepsi (lihat epilepsi), memperbaiki penderita penyakit motorik degeneratif (penyakit Parkinson, penyakit Huntington, ALS ), bahkan dapat membantu meringankan persepsi nyeri bayangan.[2] Kemajuan di bidang ini menjanjikan banyak peningkatan baru dan metode rehabilitasi bagi pasien yang menderita masalah neurologis. Revolusi neuroteknologi telah melahirkan inisiatif Decade of the Mind, yang dimulai pada tahun 2007.[3] Revolusi ini juga menawarkan kemungkinan untuk mengungkap mekanisme yang memunculkan pikiran dan kesadaran dari otak.

Teknologi terkini

Pencitraan langsung

Magnetoensefalografi adalah teknik pencitraan saraf fungsional untuk memetakan aktivitas otak dengan merekam medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik yang terjadi secara alami di otak, menggunakan magnetometer yang sangat sensitif. Jajaran SQUID (perangkat interferensi kuantum superkonduktor) adalah magnetometer yang paling umum. Aplikasi MEG termasuk penelitian dasar ke dalam proses otak perseptual dan kognitif, lokalisasi daerah yang dipengaruhi oleh patologi sebelum operasi pengangkatan, menentukan fungsi berbagai bagian otak, dan umpan balik saraf. Perangkat ini dapat diterapkan dalam pengaturan klinis untuk menemukan lokasi kelainan serta dalam pengaturan eksperimental untuk mengukur aktivitas otak.[4]

Pencitraan resonansi magnetik (MRI) digunakan untuk memindai otak untuk mengetahui struktur topologi dan penanda di dalam otak, dan juga dapat digunakan untuk aktivasi pencitraan di otak.[5] MRI adalah teknologi dasar dalam mempelajari pikiran, terutama dengan munculnya MRI fungsional (fMRI).[6] MRI fungsional mengukur tingkat oksigen di otak setelah aktivasi (kandungan oksigen yang lebih tinggi=aktivasi saraf) dan memungkinkan peneliti untuk memahami lokus apa yang bertanggung jawab untuk aktivasi di bawah stimulus yang diberikan. Teknologi ini merupakan kemajuan besar untuk aktivasi sel atau lokus tunggal dengan cara mengekspos otak dan stimulasi kontak. MRI fungsional memungkinkan para peneliti untuk menggambar hubungan asosiatif antara lokus yang berbeda dan wilayah otak dan memberikan sejumlah besar pengetahuan dalam membangun penanda dan lokus baru di otak.[7]

Tomografi terkomputasi (CT) adalah teknologi lain yang digunakan untuk memindai otak. Ini telah digunakan sejak 1970-an dan merupakan alat lain yang digunakan oleh ahli saraf untuk melacak struktur dan aktivasi otak.[5] Sementara banyak fungsi CT-scan sekarang dilakukan dengan menggunakan MRI, CT masih dapat digunakan sebagai cara untuk mendeteksi aktivasi otak dan cedera otak. Dengan menggunakan sinar-X, peneliti dapat mendeteksi penanda radioaktif di otak yang menunjukkan aktivasi otak sebagai alat untuk menjalin hubungan di otak serta mendeteksi banyak cedera/penyakit yang dapat menyebabkan kerusakan permanen pada otak seperti aneurisma, degenerasi, dan kanker.

Tomografi emisi positron (PET) adalah teknologi pencitraan lain yang membantu para peneliti. Alih-alih menggunakan resonansi magnetik atau sinar-X, pemindaian PET mengandalkan penanda pemancar positron yang terikat pada penanda yang relevan secara biologis seperti glukosa.[8] Semakin banyak aktivasi di otak, semakin banyak wilayah yang membutuhkan nutrisi, sehingga aktivasi yang lebih tinggi tampak lebih cerah pada gambar otak. Pemindaian PET menjadi lebih sering digunakan oleh para peneliti karena pemindaian PET diaktifkan karena metabolisme sedangkan MRI diaktifkan secara lebih fisiologis (aktivasi gula versus aktivasi oksigen).

Stimulasi magnetik transkranial

Stimulasi magnetik transkranial (TMS) pada dasarnya adalah stimulasi magnetik langsung ke otak. Karena arus listrik dan medan magnet secara intrinsik terkait, dengan menstimulasi otak dengan getaran magnet, dimungkinkan untuk mengganggu lokus tertentu di otak untuk menghasilkan efek yang dapat diprediksi.[9] Bidang studi ini saat ini menerima banyak perhatian karena manfaat potensial yang dapat diperoleh dari pemahaman yang lebih baik tentang teknologi ini.[10] Pergerakan magnetik transkranial partikel di otak menunjukkan peluang untuk penargetan dan pengiriman obat karena penelitian telah menunjukkan bahwa metode ini tidak invasif pada fisiologi otak.[11]

Lihat pula

Referensi

  1. ^ Cinel, Caterina; Valeriani, Davide; Poli, Riccardo (31 January 2019). "Neurotechnologies for Human Cognitive Augmentation: Current State of the Art and Future Prospects". Frontiers in Human Neuroscience. 13: 13. doi:10.3389/fnhum.2019.00013. PMC 6365771 alt=Dapat diakses gratis. PMID 30766483. 
  2. ^ Doidge, Norman (2007). The Brain That Changes Itself: Stories of Personal Triumph from the Frontiers of Brain Science. Viking Adult. ISBN 978-0-670-03830-5. 
  3. ^ "The Decade of the Mind". 
  4. ^ Carlson, Neil R. (2013). Physiology of Behavior. Upper Saddle River, NJ: Pearson Education Inc. ISBN 9780205239399 pp 152-153
  5. ^ a b Purves, Dale (2007). Neuroscience, Fourth Edition. Sinauer Associates, Inc. hlm. 19. ISBN 978-0-87893-697-7. 
  6. ^ Purves, Dale (2007). Neuroscience, Fourth Edition. Sinauer Associates, Inc. hlm. 24. ISBN 978-0-87893-697-7. 
  7. ^ Decharms, R. C.; Maeda, F.; Glover, G. H.; Ludlow, D.; Pauly, J. M.; Soneji, D.; Gabrieli, J. D. E.; MacKey, S. C. (2005). "Control over brain activation and pain learned by using real-time functional MRI". Proceedings of the National Academy of Sciences. 102 (51): 18626–31. Bibcode:2005PNAS..10218626D. doi:10.1073/pnas.0505210102. PMC 1311906 alt=Dapat diakses gratis. PMID 16352728. 
  8. ^ Purves, Dale (2007). Neuroscience, Fourth Edition. Sinauer Associates, Inc. hlm. 20. ISBN 978-0-87893-697-7. 
  9. ^ Wasserman, E.M. (1996)
  10. ^ Illes, J; Gallo, M; Kirschen, MP (2006). "An ethics perspective on transcranial magnetic stimulation (TMS) and human neuromodulation". Behavioural Neurology. 17 (3–4): 149–57. doi:10.1155/2006/791072. PMC 5471539 alt=Dapat diakses gratis. PMID 17148834. 
  11. ^ Ramaswamy, B; Kulkarni, SD; Villar, PS; Smith, RS; Eberly, C; Araneda, RC; Depireux, DA; Shapiro, B (October 2015). "Movement of magnetic nanoparticles in brain tissue: mechanisms and impact on normal neuronal function". Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. 11 (7): 1821–9. doi:10.1016/j.nano.2015.06.003. PMC 4586396 alt=Dapat diakses gratis. PMID 26115639. 
Kembali kehalaman sebelumnya