Terobosan: Menyinari otak manusia tanpa operasi

não - Ảnh 1. — Para peneliti percaya metode iluminasi transkranial ini bisa menjadi jembatan teknologi antara elektroensefalografi (EEG) yang murah dan MRI resolusi tinggi yang mahal - Foto: AI

Para ilmuwan di Universitas Glasgow (Skotlandia) baru saja mencapai tonggak sejarah yang belum pernah terjadi sebelumnya: berhasil memancarkan seberkas cahaya dari satu sisi tengkorak manusia ke sisi lainnya. Keberhasilan ini membuka harapan bagi metode pencitraan otak non-invasif yang lebih murah dan lebih fleksibel daripada peralatan besar yang ada saat ini.

Saat ini, spektroskopi inframerah-dekat fungsional (fNIRS) dianggap sebagai salah satu metode termurah dan paling mudah dibawa untuk merekam aktivitas otak. Namun, teknologi ini hanya menembus beberapa sentimeter di bawah kulit kepala, sehingga hanya mesin pencitraan resonansi magnetik (MRI) yang dapat digunakan untuk "penglihatan" yang lebih dalam.

Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Neurophotonics, tim tersebut memperluas sensitivitas fNIRS dengan menggunakan laser inframerah dekat berdaya lebih tinggi (masih dalam batas aman), dan menambahkan sistem pengumpulan cahaya yang lebih kompleks untuk mendeteksi sejumlah kecil foton yang melewati tengkorak.

Dalam serangkaian uji coba, hanya satu relawan, seorang pria berkulit terang dan tidak berambut, yang menunjukkan cahaya berpindah sepenuhnya dari satu sisi kepala ke sisi lainnya. Pemindaian memakan waktu hingga 30 menit dan membutuhkan kondisi pengaturan yang sangat presisi.

Meskipun hasilnya terbatas, tim tersebut mengatakan tujuan utama mereka adalah mendemonstrasikan hal yang tampaknya mustahil: melewatkan cahaya melalui tengkorak manusia dewasa. Untuk melakukannya, mereka melakukan banyak pengorbanan, termasuk kecepatan pemindaian, ukuran sampel, dan kondisi kontrol.

Dengan menggunakan model komputer yang dibangun dari pemindaian 3D tengkorak, tim tersebut secara akurat memprediksi lintasan foton. Menariknya, cahaya tidak menyebar secara acak, melainkan mengikuti jalur preferensial, seperti melalui ruang cairan serebrospinal, yang lebih transparan. Temuan ini membuka kemungkinan untuk menargetkan area otak yang lebih dalam dengan mengubah posisi sumber cahaya eksternal.

Teknologi fNIRS memiliki banyak keunggulan: ringkas, berbiaya rendah, dan dapat diimplementasikan di masyarakat, tidak seperti mesin MRI yang mahal dan permanen di rumah sakit. Jika dikembangkan sepenuhnya, teknologi baru ini dapat digunakan untuk skrining dini stroke, tumor otak, atau pemantauan kerusakan otak langsung di lokasi kejadian.

Para peneliti yakin bahwa metode iluminasi transkranial ini dapat menjadi jembatan teknologi antara elektroensefalografi (EEG) berbiaya rendah dan MRI beresolusi tinggi namun mahal. Di masa depan, perangkat pencitraan otak portabel dengan penetrasi tinggi akan berkontribusi dalam mendekatkan diagnosis neurologis kepada masyarakat, terutama di daerah terpencil.

Penelitian ini sekarang dilihat sebagai dasar untuk mengembangkan perangkat pencitraan otak generasi berikutnya, baik untuk diagnosis patologis maupun untuk mempelajari perkembangan intelektual pada anak-anak dan neurodegenerasi pada orang tua.

Komentar (0)