.webp)
Sebuah penelitian dilakukan oleh Indiana University Bloomington untuk mengintegrasikan jaringan otak manusia dengan perangkat elektronik. Hasilnya, perangkat dari sel otak manusia mampu menghitung hingga mengenali suara.
Penelitian ini dilakukan oleh Feng Guo dan rekan-rekannya. Mereka mencoba mengembangkan perangkat komputer dari jaringan otak manusia yang dikembangkan di laboratorium.
Melalui penelitian yang terbit di jurnal Nature Electronics, pada 11 Desember 2023, para ahli menyebut teknologi yang disebut dengan Brainoware bisa dilatih untuk tugas-tugas pengenalan suara atau soal matematika sederhana.
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
Perkembangan Teknologi yang Mensimulasikan Otak Manusia
Seperti yang diketahui, otak manusia manusia memiliki otak yang menakjubkan dengan jumlah rata-rata 86 miliar neuron dan 1 kuadriliun sinapsis yang tiap neuronnya terhubung dengan 10.000 neuron lainnya.
Sampai saat ini, para ilmuwan berupaya yang terbaik untuk mensimulasikan aktivitas otak dalam sistem buatan.
Seperti pada tahun 2013, K Computer milik Riken yang menjadi super komputer terkuat di dunia melakukan upaya meniru otak dengan 82.944 prosesor dan memori utama sebesar 1 petabyte.
Komputer tersebut diketahui mampu mensimulasikan satu detik aktivitas 1,73 miliar neuron yang dihubungkan oleh 10,4 triliun sinapsis dalam waktu 40 menit. Kemampuan ini hanya sekitar 1 sampai 2 persen dari otak manusia.
Kemudian, beberapa tahun terakhir para ilmuwan dan insinyur merancang perangkat keras dan algoritma yang meniru struktur serta cara kerja otak yang disebut dengan komputasi neuromorfik.
Komputer ini semakin berkembang, tetapi membutuhkan banyak energi serta latihan jaringan syaraf tiruan yang memakan waktu.
Oleh karena itu, Feng Guo dan rekan-rekannya, menggunakan pendekatan yang berbeda yaitu menggunakan jaringan otak manusia asli yang dikembangkan di laboratorium.
Sel induk majemuk manusia akan "dibujuk" untuk berkembang menjadi berbagai jenis sel otak yang diorganisasikan menjadi otak mini tiga dimensi yang lengkap dengan koneksi serta strukturnya.
Bentukan ini disebut organoid. Ini bukan lah otak asli tetapi susunan jaringan tanpa sesuatu yang menyerupai pikiran, emosi, atau kesadaran.
Organoid akan berfungsi sebagai objek observasi untuk mempelajari bagaimana otak berkembang dan bekerja tanpa menggunakan tubuh manusia sebenarnya.
Brainoware Diberi Pelatihan Suara dan Hitungan Sederhana Acak
Dilansir dari laman Science Alert, Brainoware terdiri dari organoid otak yang terhubung ke serangkaian mikroelektroda berdensitas tinggi.
Mikroelektroda merupakan jenis jaringan saraf tiruan yang dikenal sebagai komputasi reservoir dan stimulasi listrik mengangkut informasi ke dalam organoid, reservoir tempat informasi tersebut diproses.
Lalu, organoid dilapisi dengan perangkat keras komputer yang menjadi bagian input serta output dari proses perhitungan Brainoware.
Untuk melatih sistem tersebut, para peneliti memberikan 240 klip audio dari delapan pembicara laki-laki yang mengeluarkan bunyi vokal Jepang berbeda, dan memintanya untuk mengidentifikasi suara tersebut.
Hasilnya, setelah pelatihan 2 hari, Brainoware mampu mengidentifikasi pembicara dengan akurasi 78 persen.
Mereka juga meminta Brainoware untuk memprediksi peta Hénon, yaitu sistem dinamis yang menunjukkan perilaku kacau.
Mereka membiarkannya belajar tanpa pengawasan selama empat hari dan menemukan bahwa sistem tersebut mampu memprediksi peta dengan akurasi yang lebih baik daripada sistem jaringan saraf tiruan tanpa unit memori jangka pendek.
Jika dibandingkan dengan sistem jaringan saraf tiruan dengan unit memori jangka pendek, Brainoware sedikit kurang akurat dan mencapai hasil yang hampir salam dalam waktu kurang dari 10 persen waktu latihan.
"Karena plastisitas yang tinggi dan kemampuan beradaptasi organoid, Brainoware memiliki fleksibilitas untuk berubah dan mengatur ulang," tulis para peneliti.
Menurut para peneliti, hal tersebut menjadi respons terhadap rangsangan listrik yang menyoroti kemampuannya untuk komputasi reservoir adaptif.
Catatan Pertimbangan Etis
Meskipun Feng Guo dan rekan-rekannya mengikuti pedoman etika dalam pengembangan Brainoware, beberapa peneliti dari Universitas Johns Hopkins mengomentari tentang pentingnya pertimbangan etis.
Lena Smirnova, Brian Caffo, dan Erik C. Johnson, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, memperingatkan, "Seiring dengan meningkatnya kecanggihan sistem organoid ini, penting bagi komunitas untuk mengkaji berbagai masalah neuron etika seputar sistem biokomputasi."
Menurut peneliti, biokomputasi, atau penggabungan jaringan saraf manusia dengan komputer, juga masih memiliki keterbatasan seperti masalah menjaga organoid tetap hidup dan sehat. Brainoware memiliki implikasi tidak hanya pada komputasi tetapi juga memahami misteri otak manusia.
"Penelitian ini menghasilkan wawasan mendasar mengenai mekanisme pembelajaran, perkembangan saraf, dan aktivasi kognitif dari penyakit neurodegeneratif," tulis Smirnova, Caffo, dan Johnson dalam dalam komentar jurnal Nature Electronics.neurodegeneratif," tulis Smirnova, Caffo, dan Johnson dalam dalam komentar jurnal Nature Electronics.
"Ini juga dapat membantu mengembangkan model praklinis gangguan kognitif untuk menguji terapi baru," pungkas mereka.
(faz/faz)
