Bintang dan otak ikan: bagaimana peneliti Tiongkok semakin dekat dengan komputer yang dikendalikan pikiran

Para ilmuwan di Tiongkok telah memanfaatkan teknik observasi para astronom untuk meneliti objek misteri lain yang lebih dekat dengan bumi – otak ikan.

Untuk pertama kalinya, para peneliti memindai jalur saraf ikan zebra, ikan air tawar dari keluarga ikan kecil, untuk menghasilkan analisis pencitraan hingga seratus ribu neuron.

Tim Tiongkok menangkap ‘pikiran’ ikan saat hendak membunuh

“Ini menghasilkan sinyal umpan balik dengan terus memantau aktivitas seluruh jaringan neuron otak ikan zebra dengan penundaan umpan balik kurang dari 70,5 milidetik, dan dapat menangani aliran data hingga 500 megabyte per detik,” sebuah pernyataan di Chinese Academy of Sciences (CAS) situs web mengatakan pada hari Rabu.

“Kemajuan ini dapat mengarahkan para peneliti untuk mengembangkan teknologi antarmuka otak-komputer optik yang lebih efisien di masa depan,” kata pernyataan itu, seraya menambahkan bahwa metode penelitian tersebut memenuhi syarat untuk dipatenkan yang disebut “Sistem dan Metode Antarmuka Otak-Komputer Optik”.

Studi ini dipublikasikan di Nature Neuroscience pada 11 Maret oleh ilmuwan otak Mu Yu dan Du Jiulin, dari Center for Excellence in Brain Science and Intelligence Technology di CAS, dan spesialis algoritma Hao Jie, dari Institute of Automation di CAS.

Zebrafish membantu mendorong batas-batas penelitian

Otak manusia terdiri dari ratusan jenis neuron yang berbeda – totalnya hampir 100 miliar – sementara alam semesta terdiri dari sekitar 200 miliar galaksi yang diketahui, saling terhubung dalam jaringan yang serupa dengan struktur otak. Kemiripan struktur ini telah memicu spekulasi teoritis bahwa alam semesta mirip dengan otak manusia yang luas.

Para ilmuwan mengetahui bahwa persepsi, pembelajaran, ingatan, dan emosi manusia melibatkan kolaborasi berbagai wilayah di otak. Mengekstraksi informasi dari neuron mirip dengan menemukan pola di galaksi yang sangat luas. Namun kemampuan memproses data dalam jumlah besar masih menjadi tantangan besar.

Teleskop FAST Tiongkok memperdalam misteri ledakan kosmik

Para astronom juga menghadapi tantangan serupa dalam studinya semburan radio cepat (FRBs) – ledakan energi luar angkasa yang menjadi topik yang sangat menarik. FRB memiliki durasi yang sangat singkat – seringkali hanya sepersekian detik – dan jarang terulang.

Namun, para ilmuwan telah mampu mempercepat penelitian dengan menunjukkan secara tepat FRB dalam sejumlah besar data astronomi dengan bantuan pembelajaran komputer yang didukung oleh unit pemrosesan grafis.

Terinspirasi oleh teknologi ini, para peneliti Tiongkok menciptakan cara untuk memproses sinyal saraf pada ikan zebra. Sistem mengumpulkan sinyal dari sensor optik dan mengirimkannya ke sistem komputer secara real-time. Sistem ini cepat – mampu menganalisis sinyal kompleks, memecahkan kodenya, dan menghasilkan respons yang memungkinkan otak bertindak seperti saklar pengontrol cahaya yang secara teoritis dapat mengontrol perangkat eksternal.

01:50

Peneliti Tiongkok mengklaim terobosan antarmuka otak-komputer menggunakan sinyal otak monyet

Para ilmuwan mempertimbangkan ikan zebra model vertebrata karena otaknya yang relatif kecil dan sederhana, yang hanya berisi sekitar 100.000 neuron. Dengan mempelajari makhluk-makhluk ini, para peneliti telah mengungkap prinsip-prinsip fungsi otak pada tingkat otak secara keseluruhan.

“Sistem ini telah diuji dalam tiga skenario penelitian ilmu saraf, termasuk stimulasi optogenetik real-time, stimulasi visual real-time, dan stimulasi visual real-time. realitas maya kontrol,” kata laporan itu.

Dengan menggunakan sistem ini, para peneliti mengatakan bahwa mereka bertujuan untuk mengidentifikasi karakteristik aktivitas saraf yang sesuai untuk BCI optik dan mengungkap mekanismenya, yang pada akhirnya akan mengarah pada teknologi BCI optik yang lebih efisien.