December 7, 2021

Pengantar Antarmuka Otak-Komputer

Otak adalah salah satu hal yang paling menakjubkan di alam semesta. Ini adalah organ paling kompleks dalam tubuh dan sumber pemahaman kita tentang dunia. Inilah yang memungkinkan Anda membaca artikel ini sambil mengolah lingkungan Anda dan sekaligus ngemil. Segala sesuatu yang Anda sentuh, cicipi, rasakan, lihat, dan dengar bergantung pada pemrosesan di otak. Yang paling penting, pemahaman kita tentang otak sangat kecil dibandingkan dengan sistem lain dalam tubuh kita: peredaran darah, pernapasan, endokrin, pencernaan, dan sistem tubuh lainnya setidaknya dapat dipetakan – otak kita, di sisi lain, belum. Bahkan tidak dekat.

Rekomendasi Swab Test Jakarta

“Jika otak kita cukup sederhana untuk dipahami, kita tidak akan cukup pintar untuk memahaminya.” David Eagleman

Namun, yang menarik adalah tidak ada yang tahu apa yang bisa dicapai dengan pemahaman yang lebih baik tentang otak. Mengobati penyakit neurodegeneratif adalah satu hasil, tetapi tentu saja bukan satu-satunya. Ketika pemahaman kita tentang otak berubah, kita mungkin mulai mendefinisikan kembali apa artinya menjadi manusia.
Video dari Kurzgesagt — Singkatnya membahas kesadaran, perkembangan manusia, dan BCI.

Brain-computer interfaces (BCI) adalah teknologi baru yang menghubungkan otak manusia ke komputer atau mesin (BMI) dan menerjemahkan sinyal dari otak sehingga komputer dapat menggunakannya sebagai input untuk suatu tugas. BCI sangat menarik, tetapi penting untuk memahami otak terlebih dahulu sebelum kita menyelaminya.
Kerusakan Otak
Neuron
Diagram yang mengilustrasikan beberapa bagian berbeda yang membentuk neuron.

Neuron merupakan bagian otak yang paling kritis karena merupakan unit fungsional. Bagian lain dari otak seperti sel glial sistem saraf pusat (mikroglia, astrosit, oligodendrosit, dan sel ependimal) masih penting, tetapi neuronlah yang menyampaikan sinyal ke seluruh otak. Neuron terdiri dari tiga komponen utama:

Soma (Tubuh sel) — Berisi informasi genetik, menghasilkan neurotransmiter peptida, dan menciptakan vesikel yang membawa neurotransmiter
Dendrit — Ujung penerima neuron yang biasanya dicirikan oleh banyak cabang pendek
Akson — Ujung transmisi neuron yang biasanya ditandai dengan cabang panjang yang berasal dari badan sel

Neurotransmitter

Neurotransmitter (pembawa pesan kimia) berperan penting dalam proses penerimaan dendrit dan akson menyampaikan informasi.
Diagram sinapsis di otak.

Ada persimpangan antara neuron yang memungkinkan ruang antara dua sel. Ketika sinyal perlu disebarkan ke neuron yang melanjutkan, neurotransmiter dilepaskan dari akson pra-sinaptik → melintasi celah sinaptik → berikatan dengan reseptor pada dendrit pasca-sinaptik → respons potensial.
Potensi Aksi

Ada dua jenis utama neurotransmitter:

Penghambatan – Hiperpolarisasi (penurunan) potensial membran neuron postsinaptik yang mencegahnya menembak
Excitatory – Depolarisasi (meningkatkan) potensial membran neuron postsinaptik yang dapat menyebabkan penembakan neuron

Neurotransmiter penghambat menghasilkan “Potensi postsinaptik penghambatan” atau “IPSP.” Neurotransmitter rangsang menghasilkan “Potensi postsinaptik rangsang” atau “EPSP.”

Ketika penjumlahan EPSP cukup besar, potensial aksi (penembakan neuron) terjadi.
Ilustrasi potensial aksi di neuron.

Dalam ilustrasi di atas, ada tahapan bernomor. Tahap 2 dan 3 adalah ketika neuron didepolarisasi dan kemudian direpolarisasi. Ini terjadi ketika saluran ion di sepanjang membran sel memungkinkan ion natrium masuk ke neuron dan ion kalium keluar dari neuron. Pembukaan dan penutupan saluran ion ini sangat penting untuk lebih memahami otak.
Gambar ini menunjukkan pompa natrium dan kalium yang menjangkau membran neuron dan memungkinkan pergerakan ion natrium dan kalium bergerak berlawanan satu sama lain.

Sekarang setelah kita memahami fungsi biologis dasar otak, penting bagi kita untuk memahami bagaimana melihat konsekuensi dari fungsi-fungsi ini.
Teknik Neuroimaging

Ada banyak metode berbeda untuk memahami otak yang secara umum dapat dibagi menjadi dua kategori utama:

Neuroimaging elektrofisiologi → Langsung mengukur aktivitas listrik neuron. Dua contoh besar: Electroencephalography atau “EEG” (1) dan magnetoencephalography atau “MEG” (2). Yang pertama merekam aktivitas listrik dari otak dan yang kedua merekam medan magnet yang dihasilkan oleh aktivitas listrik itu. Ada pilihan invasif untuk neuroimaging elektrofisiologi yang disebut elektrokortikografi atau “ECoG” yang lebih jarang disebutkan daripada rekan non-invasifnya tetapi dengan cepat menjadi relevan dengan penggunaannya oleh perusahaan seperti Neuropace.

Swab Test Jakarta yang nyaman