Kenangan adalah salah satu hasil kerja mekanisme neurofisiologis tubuh kita yang paling menakjubkan, mengagumkan dan, pada saat yang sama, hanya sedikit dipelajari dari hasil kerja mekanisme neurofisiologis tubuh kita. Bagaimanapun, entah bagaimana kombinasi kerja sinapsis kecil di otak kita dan aktivasi neuron yang menggunakannya memungkinkan gambar hal-hal yang kita ingat muncul di kepala kita. Jumlah dari semua ingatan kita membuat kita menjadi diri kita sendiri. Mereka adalah kita dalam segala hal. Tanpa mereka, kita tidak akan lagi menjadi diri kita sendiri.
Dalam salah satu episode serial fiksi ilmiah Inggris "Black Mirror" (yang belum menonton, saya sangat merekomendasikannya), yang menceritakan tentang kemungkinan masa depan distopia kita, dikatakan tentang perangkat kecil yang ditanamkan di belakang telinga seseorang dan memberinya kemampuan tidak hanya untuk mengingat beberapa sesaat dari masa lalu, tetapi juga "mainkan" momen ini di kepala Anda dengan detail yang sangat jelas, seperti film di layar di depan mata Anda.
Theodore Berger, seorang insinyur biomedis di University of Southern California, tidak menjanjikan tingkat pengembalian ke ingatan ini (yang mungkin yang terbaik), tetapi telah mengerjakan implan memori serupa untuk waktu yang lama. Perangkat, yang ditanamkan langsung ke otak, berkat metode khusus stimulasi listrik bagian otak, mampu meniru fungsi hipokampus, memungkinkan pembentukan memori. Tes modifikasi pertama perangkat semacam itu dilakukan pada tikus laboratorium dan monyet. Menurut ilmuwan tersebut, inilah saatnya untuk mulai menguji perangkat semacam itu pada manusia.
Perangkat Berger didasarkan pada teori bagaimana hipokampus mengubah ingatan jangka pendek (seperti di mana Anda meletakkan kunci) menjadi memori jangka panjang (Anda dapat mengingat di mana Anda meletakkannya nanti). Ilmuwan melakukan eksperimen awalnya pada kelinci: pertama dia memainkan suara tertentu, dan kemudian meniup wajah mereka, memaksa mereka untuk berkedip. Dia segera memperhatikan bahwa setelah suara terdengar, kelinci akan mulai berkedip bahkan tanpa terkena aliran udara. Berger memutuskan untuk merekam aktivitas hipokampus pada saat itu menggunakan ensefalogram (dia menghubungkan elektroda membaca aktivitas otak ke kepala kelinci) dan menemukan bahwa kelinci belajar mengasosiasikan suara yang terdengar dengan efek aliran udara lebih lanjut pada mereka. Gambar ensefalogram menunjukkanbahwa sinyal di hipokampus pada saat ini berubah dengan cara yang dapat diprediksi sepenuhnya.
“Melalui pelatihan, hipokampus secara aktif terlibat dalam memodifikasi sirkuit impuls (sinyal),” komentar Gregory Clarke, mantan mahasiswa Berger dan profesor teknik biomedis di Universitas Utah (AS).
Berger sendiri memberi skema pulsa terapan ini dengan nama "kode ruang-waktu". Dan kode ini ditentukan oleh neuron mana di otak yang mengambil bagian dalam transmisi sinyal dan kapan tepatnya transmisi ini terjadi.
“Transmisi kode ruang-waktu melalui berbagai lapisan hipokampus dari waktu ke waktu mengubahnya menjadi kode ruang-waktu yang berbeda. Kami belum tahu mengapa, tetapi ketika itu terjadi, kode ruang-waktu yang dihasilkan adalah apa yang dapat dilihat oleh bagian otak lainnya sebagai memori jangka panjang,”jelas Berger.
Kode keluar adalah memori yang digunakan oleh bagian otak lainnya sebagai sinyal yang dapat dibaca dan dipahami. Dalam kasus kelinci, itu membuat mereka berkedip setelah mendengar suara tertentu. Menurut Berger, ia dapat memperoleh model matematika yang secara umum merupakan aturan perilaku hipokampus, yang digunakan untuk mengubah ingatan jangka pendek menjadi ingatan jangka panjang.
Video promosi:
Dengan aturan umum ini, dia menciptakan hipokampus buatan untuk tikus laboratorium. Dia pertama kali mengajar hewan pengerat untuk melakukan tugas-tugas berorientasi memori. Dia mengajari hewan pengerat untuk menekan salah satu dari dua tuas kecil yang berdekatan, dan kemudian mengiritasi mereka dengan sinar terarah. Setelah beberapa saat, ketika hewan pengerat yang dilatih itu kembali melakukan tugasnya, Berger mengajarinya untuk menekan tuas lain, berlawanan dengan tuas yang awalnya ditekan tikus itu. Jadi, ditunjukkan bahwa hewan pengerat tersebut mengingat apa yang diminta darinya.
Selama sesi pelatihan ini, Berger dan rekan-rekannya mencatat distribusi sinyal yang melewati hipokampus hewan pengerat, dan mencatat bahwa kode ruang-waktu sesuai dengan memori tugas dengan menekan tongkat. Para ilmuwan telah mengumpulkan informasi tentang sirkuit sinyal yang masuk dan keluar dari hipokampus dan, berdasarkan data ini, mengembangkan model matematika yang dapat memprediksi kode ruang-waktu yang keluar sesuai dengan yang masuk semula. Kemudian, ketika Berger menyuntikkan obat penghambat memori ke tikus yang dilatih untuk mendorong tuas, dia menggunakan perangkatnya untuk merangsang otak secara elektrik dengan pola impuls yang cocok dengan kode ruang-waktu keluar yang diprediksi oleh model matematisnya. Eksperimen itu berakhir dengan sukses total. Tikus menekan tuas kanan.
“Otak mereka mengacu pada kode yang benar seolah-olah kode itu dibuat sendiri. Inilah cara kami belajar membawa ingatan kembali ke otak,”komentar Berger.
Berger juga menguji fungsionalitas implan pada monyet rhesus, memulihkan kemampuan mereka untuk mengingat ingatan dari sebagian korteks prefrontal. Area ini terlibat dalam pekerjaan fungsi eksekutif, misalnya, penggunaan memori untuk menyelesaikan tugas baru yang sebelumnya tidak ditemui. Dalam konteks ini, implan juga terbukti efektif dalam meningkatkan fungsi memori monyet.
Tetapi dapatkah implan serupa digunakan pada manusia dan apakah itu akan berhasil?
“Semua implan yang berinteraksi langsung dengan otak ini harus menghadapi satu masalah mendasar,” kata Dustin Tyler, profesor teknik di Case Western Reserve University.
“Otak memiliki milyaran neuron dan triliunan koneksi interneuronal (sinapsis) yang memungkinkan mereka bekerja sama. Oleh karena itu, mencoba menemukan teknologi yang dapat berinteraksi langsung dengan begitu banyak neuron dan menggabungkannya untuk bekerja pada tingkat yang cukup tinggi sangatlah sulit."
Jika implan koklea yang mensimulasikan serangkaian frekuensi suara dengan menstimulasi saraf pendengaran melalui beberapa lusin elektroda pada akhirnya tidak dapat mensimulasikan suara dengan sempurna, lalu apa yang dapat kita katakan tentang sistem yang lebih kompleks seperti memori? Anda perlu memahami bahwa pada tingkat metode dan teknologi saat ini, dengan menggunakan semua elektroda ini, para ilmuwan masih sangat jauh dari kemungkinan nyata untuk memodelkan ingatan. Namun, ini tidak menghentikan startup baru, Kernel, untuk menghubungi Berger, mempekerjakannya, menjadikannya kepala departemen penelitian dan mendanai penelitiannya.
Tujuan awal Kernel adalah membawa implan Berger ke pasar sebagai perangkat medis yang dapat membantu orang dengan berbagai masalah memori. Berger saat ini sedang melakukan uji klinis implan pada sukarelawan dan melaporkan bahwa pasien melakukan tes memori dengan baik. Idealnya, bagaimanapun, menurut CEO Kernel Brian Johnson, Kernel ingin mengembangkan perangkat yang, melalui operasi sederhana dan aman, dapat ditanamkan ke dalam otak manusia dan meningkatkan kecerdasan manusia di berbagai bidang seperti perhatian, kreativitas, dan fokus.
Tentu saja, hasil seperti itu akan menjadi bidang aktivitas baru bagi berbagai otoritas regulasi dan menjadi subjek banyak perselisihan dan pertanyaan: apakah perangkat ini medis atau konsumen biasa? Dan apakah kita perlu mengatur distribusinya? Dari sudut pandang organisasi perawatan kesehatan, perangkat semacam itu, jika, antara lain, diberkahi dengan kemampuan untuk mendiagnosis atau mengobati penyakit atau memengaruhi struktur dan fungsi fungsi tubuh, kemungkinan besar benar-benar dianggap medis. Namun, implan subkutan yang dapat meningkatkan konsentrasi atau kreativitas seseorang kemungkinan besar akan lolos dari pengawasan peraturan yang ketat dan akan terlihat sebagai suplemen makanan konvensional yang sama yang merangsang otak kita.
Johnson sendiri tidak berkomentar ke arah mana perusahaannya akan bekerja Kernel dan jenis perangkat apa yang akan diproduksi pada akhirnya. Kemungkinan besar, semuanya akan tergantung pada implan individu tertentu, fungsinya, ruang lingkup dan potensi efek sampingnya. Tentu saja, setiap alat kesehatan, seperti setiap obat, memiliki efek sampingnya sendiri. Untuk saat ini, kita hanya bisa menunggu dan berharap efek samping ini akan ada sisi positifnya, dan tidak menjadi inspirasi lain untuk episode baru yang mengerikan dari serial "Black Mirror".
NIKOLAY KHIZHNYAK
