‘Prostetik’ baru meretas otak

Ahli saraf telah ‘meretas’ jalur memori otak dengan sistem prostetik baru yang dapat membantu meningkatkan daya ingat terhadap memori tertentu.

Teknologi otak dalam tidak dapat mengingatkan Anda jika Anda baru saja mematikan oven, namun penelitian yang dipimpin oleh Wake Forest University (WFU) dan University of Southern California (USC) kini menunjukkan bahwa teknologi terkadang dapat membantu orang mengingat gambar tertentu. dengan lebih mudah.

Stimulasi otak listrik dan magnetik baru-baru ini muncul sebagai cara baru yang menjanjikan untuk meningkatkan kinerja kognitif secara keseluruhan, tetapi hingga terobosan baru-baru ini, gagasan “menghubungkan” otak untuk mengingat detail-detail tertentu hanyalah fiksi ilmiah.

“Di sini kami tidak hanya menyoroti teknik neurostimulasi inovatif untuk meningkatkan daya ingat, tetapi juga menunjukkan bahwa stimulasi memori tidak terbatas pada pendekatan umum, tetapi juga dapat diterapkan pada informasi spesifik yang penting bagi seseorang,” jelas ahli saraf tersebut. Brent Roeder dari Fakultas Kedokteran WFU.

Percobaan dilakukan terhadap 14 orang dewasa penderita epilepsi yang dipasangi elektroda otak untuk menemukan pusat kejang mereka.

Roeder dan rekan-rekannya telah bekerja dengan kelompok serupa selama bertahun-tahun karena implan ini juga menyediakan platform untuk mempelajari stimulasi listrik otak.

Pada tahun 2018, tim menguji implan saraf dengan meminta mereka ‘menulis kode’ informasi ke dalam hipokampus – tempat di mana kenangan dikatakan ‘disimpan’ di otak.

Para peneliti menjelaskan, kode-kode listrik ini dirancang untuk meniru pola aktivitas saraf yang terkait dengan mengingat informasi.

Sekarang tim ini lebih spesifik lagi. Mereka menggunakan model komputer, yang pada dasarnya melacak aktivitas otak seseorang, untuk mencoba mencari tahu pola apa yang cocok dengan memori gambar tertentu.

Ketika peserta mengikuti tes memori visual, model ini menghasilkan pola stimulus untuk setiap individu, dan pola ini dikaitkan dengan mengingat gambar binatang, bangunan, tumbuhan, peralatan, dan kendaraan.

Ketika “kode” saraf yang sama dimasukkan kembali ke hipokampus secara artifisial, peserta penelitian lebih baik dalam mencocokkan gambar memori yang diamati sebelumnya sekitar 22 persen.

Akurasinya relatif rendah, namun hasilnya melonjak hingga hampir 38 persen ketika para peneliti menstimulasi kedua belahan otak dan hanya berfokus pada partisipan yang memiliki gangguan memori.

“Tujuan kami adalah menciptakan intervensi yang dapat mengembalikan fungsi memori yang hilang akibat penyakit Alzheimer, stroke, atau cedera kepala,” kata Roeder.

“Kami menemukan bahwa perubahan paling signifikan terjadi pada orang yang mengalami gangguan ingatan.”

Tim peneliti mengatakan temuan mereka dengan jelas menunjukkan bahwa bentuk stimulasi otak dalam ini “mempunyai potensi untuk digunakan untuk mengubah memori secara signifikan.” Namun banyak tantangan yang menghalangi masa depan ini.

Menemukan “kode statis” untuk ingatan individu adalah tujuan mulia yang memerlukan model yang ada untuk disempurnakan dan diuji lebih lanjut. Meskipun kode tersebut berfungsi untuk memperkuat memori, seperti dalam eksperimen saat ini, tidak jelas komponen kategori gambar apa yang sebenarnya dikodekan oleh pola saraf ini.

“Gambar rumah dengan pohon mungkin dimaksudkan agar rumah tersebut menjadi fokus utama gambar para peneliti,” jelas penulis penelitian ini, “tetapi posisi pohon dapat mengganggu niat tersebut. “

Fokus juga dapat bervariasi dari orang ke orang dan seiring waktu.

Para peneliti berencana untuk terus bekerja dengan model memori mereka untuk mempelajari bagaimana informasi dasar dikodekan dan diambil di hipokampus. Mereka juga ingin menguji apakah pola ingatan seseorang dapat digunakan untuk merangsang ingatan orang lain.

Jika hal ini memungkinkan, maka hal ini menunjukkan bahwa sistem memori prostetik “menulis” kode memori ke dalam otak, bukan “memperkuat” kode yang sudah ada.

“Masing-masing pertanyaan ini akan memajukan penelitian untuk mengembangkan prostetik memori yang beroperasi pada fitur umum pengkodean memori yang umum pada pasien namun cukup spesifik untuk memfasilitasi retensi konten memori tertentu,” tim menyimpulkan.

Studi ini dipublikasikan di Frontiers in Computational Neuroscience.