Edisi 17-04-2016
Chip untuk Penderita Kelumpuhan


Lima tahun silam seorang mahasiswa bernama Ian Burkhart berenang di Pantai Outer Banks, North Carolina, dan mengalami kecelakaan mengerikan. Lehernya patah, dia pun terseret arus hingga tergeletak di pasir pantai.

Lebih parah lagi, tangan dan kakinya lumpuh akibat kecelakaan itu. Pekan ini tim dokter menyatakan, Burkhart, 24, kembali dapat menggerakkan tangan kanan dan jarinya menggunakan teknologi yang dipancarkan langsung ke otot tangan tanpa melalui saraf tulang belakangnya. Studi tim dokter yang dirilis jurnal Nature itu merupakan yang pertama di dunia tentang mengaktifkan kembali tangan pada seseorang yang mengalami quadriplegia.

Tim dokter menanam chip di otak Burkhart dua tahun lalu. Kini dia duduk di lab dengan implan yang terhubung melalui komputer ke tangannya hingga dia dapat belajar berulang kali dan praktik memfokuskan pikiran. Dia pun mampu menuangkan air dari botol, mengambil dan mengaduk air di gelas.

Dia juga dapat bermain video game gitar. ”Ini gila karena saya telah kehilangan sensasi di tangan saya dan saya harus melihat tangan saya untuk mengetahui apakah saya meremas atau melonggarkan jari-jari,” papar Burkhart, mahasiswa bisnis yang tinggal di Dublin, Ohio, dikutip New York Times .

Luka yang dialaminya mengakibatkan dia lumpuh dari dada ke bawah. Dia hanya masih bisa menggerakkan pundak dan bisepnya. Teknologi baru ini memang belum dipasarkan sebagai alat untuk menyembuhkan kelumpuhan. Burkhart dapat menggerakkan tangannya hanya saat terhubung komputer di laboratorium.

Para peneliti menyatakan, masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum sistem ini dapat digunakan oleh seseorang. Meski demikian, bidang rekayasa syaraf telah maju secara pesat. Dengan menggunakan implan di otak, para peneliti dapat mengurai kode sinyal otak dan menyesuaikannya untuk gerakan tertentu. Sebelumnya seseorang harus belajar mengarahkan kursor di layar dengan pikiran mereka.

Kera telah belajar untuk menggunakan lengan robot melalui sinyal syaraf dan para peneliti memperkirakan, kera yang mengalami lumpuh sebagian dapat menggunakan lengannya dengan meloncati sistem. Studi ini menunjukkan bahwa cara ini dapat memulihkan keterampilan penting pada lengan atau kaki yang sudah lama tidak lagi terhubung langsung ke otak.

”Apa yang mereka tunjukkan sangat mengesankan, ini urutan gerakan untuk mengambil dan menuang sesuatu serta mengangkat pengaduk. Ini langkah maju menuju tujuan yang kita punya, untuk menyediakan perangkat yang lebih independen pada para pasien itu,” kata Direktur for Sensorimotor Neural Engineering, Universitas Washington, Rajesh Rao.

Setelah mengalami luka, Burkhart menjalani rehabilitasi selama beberapa bulan di Atlanta, sebelum melanjutkan perawatannya di Universitas Negeri Ohio, dekat rumahnya. Di sana dia mengatakan pada para dokter bahwa dia ingin berpartisipasi dalam berbagai perawatan percobaan.

”Saya berada di tempat dan waktu yang tepat. Tapi, ini berarti saya harus melakukan operasi otak, operasi yang tidak saya perlukan,” kata Burkhart. Beberapa anggota keluarganya menolak ide tersebut. Mereka beralasan, operasi berisiko ini, jika gagal, akan menambah beban yang sudah dialami Burkhart akibat kecelakaan itu. Selain itu, percobaan tersebut baru pertama kali dilakukan dan tidak ada jaminan keberhasilan.

”Ada waktu pemulihan, memasukkan chip ke otak, dan mengeluarkannya. Dia melakukan ini untuk kebaikan, untuk memajukan sains,” ujar Doug Burkhart, ayahnya. Namun, Ian Burkhart mengaku tidak memiliki kekhawatiran. ”Saya tahu saya akan dijaga dan ini sesuatu untuk menolong orang yang bernasib seperti saya, jadi mengapa tidak mencobanya,” tegasnya.

Ayahnya akhirnya menyetujui tekad anaknya setelah berkonsultasi dengan temannya saat sekolah menengah atas yang kini menjadi dokter bedah syaraf. ”Ian mengingatkan saya pada ayah saya. Dia salah satu orang yang seperti itu, dia gigih, dia bertekad kuat, saat membuat keputusan, dia mempertimbangkan dengan matang dan tidak melihat ke belakang. Dia melakukan apa yang ingin dilakukan,” ujar teman ayahnya.

Maka, pada 2014, tim bedah di Universitas Ohio melakukan operasi tersebut. Mereka menggunakan pemindai otak untuk memisahkan bagian otak Burkhart yang mengontrol gerakan tangan. Daerah otak itu disebut sebagai kortek motor di sebelah kiri otaknya dan sedikit di atas telinga. Selama operasi, tim melakukan tes pada jaringan otak yang terbuka untuk memastikan lokasinya. ”Kami melakukan satu setengah jam untuk mencari lokasi yang tepat,” kata Dr Ali Rezai, dokter bedah dan Direktur Center for Neuromodulation, Universitas Ohio.

Dr Rezai memasang chip seukuran ujung pensil penghapus di daerah itu. Chip itu memiliki 96 mikroelektroda yang mencatat sinyal setiap neuron. Setelah Burkhart sembuh dari operasi itu, pelatihan dimulai yakni berbagai sesi di laboratorium setiap pekan. Dia berlatih menggerakkan tangan. Pola sinyal direkam oleh chip dan disalurkan melalui kabel yang dipasang ke colokan di belakang tengkoraknya dan dihubungkan ke komputer.

Para peneliti di organisasi nonprofit Battelle Memorial Institute di Columbus, Ohio, yang mengembangkan peralatan medis dan instrumen lain, mendesain software untuk mengurai kode pola sinyal syaraf tersebut. Kode itu dikalibrasi ulang hampir setiap sesi. ”Sinyal berubah secara konstan saat pembelajaran terjadi, dan kami telah menyesuaikan pada perubahan tersebut. Mesin belajar saat Ian Burkhart belajar,” ungkap ketua riset senior di Battelle, Dr Herbert Bresler.

Dr Bresler merupakan ketua sementara untuk proyek yang sebelumnya dipimpin Chad Bouton. Penulis lain studi itu adalah Dr Rezai dan puluhan pakar lainnya di Universitas Ohio dan Battelle. Burkhart mengaku, pelatihan itu melelahkan. Avatar di layar komputer memintanya mencoba berbagai jenis gerakan. ”Saya harus benar-benar berkonsentrasi, melakukan berbagai hal yang sebelumnya saya lakukan tanpa harus berpikir dulu. Tapi, ini seperti olahraga; anda bekerja dan bekerja serta ini semakin mudah,” ungkapnya.

Setelah beberapa bulan, Burkhart tidak lagi membutuhkan avatar untuk meniru. ”Melihatnya menutup tangan untuk pertama kali, saya pikir ini momen yang tidak nyata. Kami hanya saling melihat dan berpikir. Ok, pekerjaan baru dimulai,” tutur Dr Rezai. Setelah setahun berlatih, Burkhart dapat mengangkat botol dan menuangkan isinya ke gelas, dan mengambil pengaduk dan mengaduk.

Tim dokter menjelaskan, diperlukan banyak kerja keras untuk menciptakan sistem bypass yang praktis, terjangkau, dan mudah digunakan, seperti menggunakan teknologi nirkabel (wireless ). Kendati demikian, perkembangan ini sangat besar, setidaknya di laboratorium yang para spesialis rehabilitasi dapat mengklasifikasi ulang cacat yang dialami Burkhart dari fungsi C5 yang parah menjadi C7 yang tidak terlalu parah.

syarifudin