Searching...
Kamis, 06 Juni 2013

Susahnya Menciptakan Otak Digital


Ilustrasi (Foto: Thinkstock)

NEW YORK – Sebelum para insinyur bisa membuat mesin sungguhan yang mampu meniru pikiran manusia, para ilmuwan masih membutukan waktu yang lama untuk membuat tiruan 100 miliar neuron otak dan 100 kuadriliun hubungan antarneuron tersebut.

Di Eropa, ilmuwan neurologi Henry Markram dan timnya membuat proyek ambisius yang kontroversial yang disebut Human Brain Project yang sejak awal mencoba membuat sebuah otak visual. Sebelumnya pada tahun ini, Presiden AS Barack Obama mengumumkan bahwa jutaan dolar akan dikucurkan dalam usaha untuk memetakan aktivitas otak melalui Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies, atau BRAIN.

Jumat malam (31 Mei), sebuah panel yang terdiri dari para ahli di World Science Festival di New York menguraikan tantangan yang mereka hadapi seperti mengatasi kendala sains dan teknologi.

Berikut adalah empat kesulitan yang dihadapi untuk membuat otak digital, yang dibahas dalam sesi bertajuk "Architects of the Mind: A Blueprint for the Human Brain" itu.

Otak bukanlah komputerMungkin para ilmuwan akan membuat komputer seperti otak manusia, namun otak tidak bekerja layaknya komputer. Manusia memiliki kecenderungan membandingkan otak dengan teknologi mutakhir saat ini, kata ahli perkembangan neurobiologi, Douglas Fields dari National Institute of Child Health and Human Development. Saat ini, analogi terbaik itu adalah komputer, “Merupakan hal yang jelas bahwa otak tidak bekerja seperti alat itu sama sekali,” tambah Fields.

Otak sebagian berkomunikasi melalui impuls elektrik. Meski demikian otak adalah organ biologis yang terbuat dari jutaan sel, sedangkan sel pada dasarnya hanya “sekantung air laut,” kata Fields. Otak tidak memiliki kabel, tidak memiliki kode digital, dan tidak memiliki program. Bahkan bila ilmuwan menggunakan analogi kode komputer, mereka tidak akan mengetahui bahasa apa yang digunakan otak.

Para ilmuwan membutuhkan teknologi yang lebih baikKristen Harris, seorang ilmuwan neurologi di University of Texas di Austin juga menentang analogi komputer tersebut, dengan mengatakan bahwa para ilmuwan cenderung berpikir bahwa satu sel otak memiliki kemampuan yang setara dengan kemampuan sebuah laptop. Itu merupakan salah satu cara untuk menggambarkan kerumitan proses kerja setiap selnya.

Para ilmuwan mampu melihat hubungan antara neuron tunggal secara mendetail, namun melalui proses yang sangat rumit. Mereka harus memotong jaringan neural terlebih dahulu, memindai ratusan potongan jaringan tersebut dengan menggunakan mikroskop elektron, lalu menempatkan potongan-potongan tersebut ke komputer untuk menjalani rekonstruksi, jelas Murray Shanahan, profesor robotik kognitif di Imperial College London.

Butuh waktu yang cukup panjang untuk melakukan hal serupa meski menggunakan teknologi yang ada saat ini. Dan untuk mendapatkan pernyataan rata-rata, para ilmuwan harus membandingkan kuadriliunan hubungan tersebut pada beberapa otak yang berbeda.

“Tantangan terbesarnya adalah memberikan para ilmuwan alat yang dapat melakukan analisis yang lebih cepat,” kata Harris. Ia menambahkan, ahli fisika dan para insinyur mungkin mampu membantu para ilmuwan untuk mengukur hal tersebut, dan ia berharap wakil BRAIN akan ikut ambil bagian.

Bukan hanya neuron Bahkan jika teknologi terbaru mampu memetakan kuadriliunan hubungan antarneuron dalam otak, para ilmuwan masih harus menguraikan apa maksud dari hubungan-hubungan tersebut terhadap kesadaran dan tingkah laku manusia.

Terlebih lagi, neuron hanya terdiri dari 15 persen dari sel-sel otak, kata Fields. Sel-sel lainnya disebut glia, yang dalam bahasa Yunani berarti “lem”. Telah lama dipercaya bahwa sel-sel tersebut menyediakan dukungan struktural dan nutrisi untuk neuron, namun Fields mengatakan bahwa glia kemungkinan terlibat dengan menjadi latar belakang penting komunikasi pada otak bak secara elektrik maupun secara bersamaan.

Para ilmuwan telah mendeteksi perubahan sel-sel glia pada pasien yang mengidap amyotrophic lateral sclerosis (ALS), epilepsi, dan Parkinson, kata Fields. Sebuah penelitian pada 2011 menemukan ketidaknormalan pada sel-sel glia yang dikenal sebagai astrocytes (sel yang berperan mengirim protein dan mengganti sel otak yang rusak) dalam otak orang-orang yang mengidap depresi dan melakukan bunuh diri.
Fields juga menegaskan bahwa neuron pada otak Albert Einstein tidak begitu hebat, namun sel-sel glianya lebih besar dan lebih rumit dibandingkan yang ditemukan dalam rata-rata otak manusia. 
Otak adalah bagian dari tubuh yang lebih besarOtak terus-menerus merespon masukan dari seluruh anggota tubuh. Mempelajari otak secara tertutup malah akan mengabaikan sinyal-sinyal yang masuk ke ke otak, kata Gregory Wheeler, filsuf, pemikir, dan ilmuwan komputer di Carnegie Mellon University.

“Otak berevolusi untuk membuat tubuh dapat menyesuaikan diri dengan lingkungan,” kata Wheeler. Sebaliknya, dibandingkan meneliti otak secara terpisah, para ilmuwan harus menempatkannya dalam sebuah tubuh — yaitu sebuah robot tubuh.

Wheeler juga telah memiliki contoh robot itu. Ia memperlihatkan sebuah video yang menampilkan Shrewbot, sebuah robot tiruan tikus Etruscan yang diciptakan oleh para peneliti di Bristol Robotics Lab, Inggris. Sinyal-sinyal tersebut berasal dari “kumis” sensitifnya yang memengaruhi gerakan-gerakan.