Ilmuwan di Rice University telah mengembangkan nanoelektroda yang sangat fleksibel yang dirancang untuk implantasi jangka panjang di otak. Stimulasi otak yang diberikan oleh teknologi sangat halus, berkat arus yang sangat rendah yang dapat diberikannya. Ini menghasilkan area neurostimulasi yang sangat terpisah, berpotensi memungkinkan kontrol yang lebih baik dari kelompok kecil neuron. Elektroda yang sudah ada sebelumnya cenderung lebih kaku dan lebih besar, berpotensi menyebabkan masalah seperti kerusakan jaringan dan jaringan parut jika dibiarkan dalam waktu lama. Namun, elektroda baru telah terbukti bertahan setidaknya selama delapan bulan pada tikus tanpa jaringan parut atau degradasi jaringan.
Penanaman elektroda di otak dapat membuka jalan yang benar-benar baru dalam upaya medis, termasuk antarmuka otak-mesin yang memungkinkan pasien lumpuh untuk berkomunikasi, bergerak, dan banyak lagi. Namun, jika perangkat medis dimaksudkan untuk implantasi jangka panjang maka itu harus menjadi tamu yang tidak mengganggu di dalam tubuh, terutama di jaringan otak yang mirip Jell-O yang sangat halus.
Nanoelectrode terbaru ini dapat mencapai hal tersebut. Sifatnya yang sangat fleksibel dan ukurannya yang kecil membuatnya dapat menyelinap ke jaringan otak, dan dalam penelitian pada tikus tampaknya menyebabkan kerusakan minimal atau jaringan parut setidaknya selama delapan bulan. Selain itu, tingkat kontrol halus yang mungkin dilakukan dengan elektroda ini belum pernah terjadi sebelumnya – elektroda ini dapat merangsang sekelompok kecil neuron, berpotensi menghasilkan kemanjuran yang lebih besar dan kebisingan yang lebih sedikit, yang dicapai dengan mengalirkan arus listrik yang sangat kecil.
“Makalah ini menggunakan teknik pencitraan, perilaku, dan histologis untuk menunjukkan bagaimana elektroda yang terintegrasi dengan jaringan ini meningkatkan kemanjuran stimulasi,” kata Lan Luan, seorang peneliti yang terlibat dalam penelitian tersebut. “Elektroda kami mengirimkan pulsa listrik kecil untuk membangkitkan aktivitas saraf dengan cara yang sangat terkendali. Kami dapat mengurangi arus yang diperlukan untuk memperoleh aktivasi saraf lebih dari satu urutan besarnya. Pulsa bisa sehalus beberapa ratus mikrodetik dalam durasi dan satu atau dua mikroamp dalam amplitudo.
Cara neuron berkomunikasi dalam keadaan normal melibatkan jutaan koneksi kecil dan perambatan sinyal yang sangat terkoordinasi. Elektroda implan konvensional agak mirip dengan menggunakan palu godam untuk memecahkan kacang, mengganggu interaksi saraf yang halus ini. Elektroda baru ini bertujuan agar tidak terlalu invasif.
“Elektroda konvensional sangat invasif,” kata Chong Xie, peneliti lain yang terlibat dalam penelitian ini. “Mereka merekrut ribuan atau bahkan jutaan neuron sekaligus. Masing-masing neuron tersebut seharusnya memiliki nada dan koordinasinya sendiri dalam pola tertentu. Tetapi ketika Anda menyetrum mereka semua pada saat yang sama, pada dasarnya Anda mengganggu fungsinya. Dalam beberapa kasus itu bekerja dengan baik untuk Anda dan memiliki efek terapeutik yang diinginkan. Tetapi jika, misalnya, Anda ingin menyandikan informasi sensorik, Anda memerlukan kontrol yang jauh lebih besar atas rangsangan tersebut.”
Belajar di jurnal Cell Reports: Mikrostimulasi intrakortikal dengan ambang batas rendah, beresolusi tinggi, dan stabil secara kronis oleh elektroda ultrafleksibel
Melalui: Universitas Beras