Neuroprostetik merupakan cabang kedokteran yang berhubungan dengan penggunaan perangkat buatan untuk menggantikan atau meningkatkan fungsi jaringan saraf yang rusak atau hilang.

Alat ini juga biasa disebut dengan implan otak atau prostesis saraf yang bekerja sama dengan sistem saraf untuk meningkatkan atau memulihkan kemampuan sensorik, motorik, dan kognitif. Teknologi neuroprostetik sudah berkembang secara signifikan dalam beberapa tahun belakangan sebagai hasil kemajuan dalam ilmu material, neuroscience, robotika, dan kecerdasan buatan.

Neuroprostetik termasuk juga perangkat seperti implan koklea untuk gangguan pendengaran, implan retina untuk kehilangan penglihatan, stimulasi otak dalam untuk gangguan pergerakan, dan antarmuka otak-komputer untuk komunikasi dan kontrol.

Perangkat neuroprostetik yang termasuk otak atau bagian tubuh lainnya dapat bersifat eksternal atau ditanamkan langsung ke dalam sistem saraf. Alat tersebut juga dapat berkomunikasi dengan sistem saraf secara eksternal menggunakan elektroda atau antarmuka lainnya. Tujuannya agar dapat menghasilkan efek yang diinginkan contohnya seperti mengaktifkan otot, memberikan sensasi atau memproses informasi perangkat tersebut mendeteksi sinyal saraf atau merangsang aktivitas saraf.

Neuroprostetik berpotensi merevolusi layanan kesehatan dengan cara menawarkan pilihan baru untuk mengobati gangguan dan cedera neurologis yang tidak dapat disembuhkan atau tidak ditangani dengan baik.

Neuroprostetik juga dapat digunakan untuk meningkatkan interaksi manusia dengan mesin atau untuk meningkatkan kinerja di bidang non medis. Dibutuhkan penelitian lebih lanjut untuk dapat menyadari potensi neuroprostetik sepenuhnya karena masih terdapat permasalahan yang berhubungan dengan keamanan kemanjuran keterjangkauan dan pertimbangan etis.

Faktor kunci pertumbuhan pasar neuroprostetik

Salah satu faktor kunci yang mendorong berkembangnya pasar neuroprostetik yaitu peningkatan prevalensi penyakit seperti Parkinson, epilepsi, pendengaran, gangguan neuromuskuler atau otot, penyakit mata, dan depresi berat.

Pertumbuhan pasar neuroprostetik dipercepat oleh adanya peningkatan kasus amputasi yang disebabkan oleh peningkatan kecelakaan dan cedera serta pengembangan perangkat dan produk baru yang menggunakan teknologi mutakhir untuk menemukan pengobatan yang efektif untuk penyakit saraf.

Perkembangan neuroprostetik juga disebabkan oleh meningkatnya penggunaan perangkat antarmuka komputer otak  dan implan yang dapat mengisi daya sendiri yang menggunakan bioenergi.

Pasar neuroprostetik dibatasi oleh berbagai faktor, contohnya seperti biaya pengembangan dan produksi yang tinggi, kurangnya fungsi dan ketergantungan kesulitan peraturan masalah keselamatan pasien, dan kebutuhan akan data klinis jangka panjang terkait dengan keampuhan dan keamanan.

Terdapat beberapa konsekuensi etika dan sosial serta potensi risiko kesehatan terjadinya peradangan infeksi dan penolakan tubuh ketika menanamkan perangkat ke dalam otak.

Pasar neuroprostetik menawarkan sejumlah peluang karena perkembangan di bidang ilmu material, robotika, dan kecerdasan buatan serta prevalensi gangguan neurologis, populasi menua, dan perluasan penggunaan pasar baik di bidang medis maupun non-medis.

Di samping meningkatkan kinerja manusia dan meningkatkan interaksi manusia dengan mesin, neuroprostetik berpotensi merevolusi layanan kesehatan dan meningkatkan kualitas hidup pasien dengan kondisi neurologis. Hal tersebut membuka kemungkinan-kemungkinan yang akan bergantung pada penelitian dan pengembangan berkelanjutan.

Penggunaan neuroprostetik pada manusia

Penggunaan neuroprostetik pada manusia telah menunjukkan kemajuan yang signifikan dalam membantu individu dengan kecacatan fisik atau gangguan saraf untuk mendapatkan kembali fungsi yang hilang. Contohnya termasuk berikut ini:

1.Penggunaan prostesis tangan yang dikendalikan oleh sinyal otak

Hal ini memungkinkan individu yang kehilangan tangan untuk dapat mengontrol prostesis dengan menggunakan sinyal otak mereka. Elektroda tersebut ditanamkan dan merekam aktivitas otak dan mengirimkan instruksi kepada prostesis untuk bergerak sesuai keinginan pengguna.

2. Stimulasi otak dalam pengobatan gangguan neurologis

Neuroprostetik juga dapat bermanfaat pada stimulasi otak dalam pengobatan gangguan seperti epilepsi, depresi berat, dan penyakit Parkinson. Elektroda yang ditanamkan dalam otak dapat mengirimkan sinyal listrik yang membantu mengatur aktivitas saraf yang tidak normal.

3. Pengendalian kandung kemih dan fungsi panggul:

Untuk individu yang mengalami cedera tulang belakang atau gangguan saraf lainnya yang memengaruhi kontrol kandung kemih dan fungsi panggul, neuroprostetik digunakan agar dapat merangsang saraf-saraf yang tepat untuk mengembalikan kontrol yang hilang.

4. Perangkat bantu pendengaran

Implant koklea adalah contoh lain dari neuroprostetik yang membantu individu dengan gangguan pendengaran untuk mendengar suara dengan menggunakan elektroda yang ditanamkan secara langsung ke dalam koklea.

Saat ini penggunaan neuroprostetik pada manusia masih terus berkembang, dengan penelitian dan inovasi yang bertujuan untuk meningkatkan efisiensi, keamanan, dan kualitas hidup bagi individu yang membutuhkan.

Manfaat Neuroprostetik

Neuroprostetik merupakan teknologi medis yang dirancang khusus agar dapat menggantikan atau memperbaiki fungsi sistem saraf yang rusak atau terganggu. Manfaat utama neuroprostetik antara lain sebagai berikut:

1. Memperbaiki Fungsi Motorik

Neuroprostetik bisa membantu memperbaiki fungsi motorik yang terganggu akibat cedera tulang belakang, stroke, atau penyakit degeneratif seperti ALS (amyotrofik lateral sclerosis). Contohnya seperti prostesis otak atau sumsum tulang belakang yang dapat membantu mengendalikan gerakan anggota tubuh.

2. Membantu Mengurangi Nyeri Kronis

Beberapa neuroprostetik seperti stimulasi saraf dapat berfungsi untuk mengurangi rasa sakit kronis yang tidak responsif terhadap terapi konvensional.

3. Dapat Mengobati Gangguan Sensorik

Neuroprostetik dapat berfungsi untuk membantu memperbaiki gangguan sensorik contohnya seperti gangguan pendengaran atau penglihatan dengan menggunakan implant atau perangkat elektronik untuk merangsang saraf pendengaran atau saraf optik.

4. Pengembangan Antarmuka Otak-Komputer

Neuroprostetik juga bisa berfungsi untuk mengembangkan antarmuka otak-komputer (brain-computer interface/BCI) yang dapat memungkinkan individu untuk mengendalikan perangkat elektronik dengan pikiran mereka, yang bermanfaat bagi orang yang mengalami gangguan gerakan atau komunikasi.

5. Mengoptimalkan Fungsi Kehidupan Sehari-hari

Dengan memperbaiki atau meningkatkan fungsi motorik dan sensorik, neuroprostetik dapat membantu meningkatkan kualitas hidup penderita yang mengalami gangguan saraf berat.

Meskipun masih dalam pengembangan atau penelitian yang terus berkembang, neuroprostetik dapat menjanjikan potensi besar dalam membantu individu yang menderita gangguan neurologis untuk memulihkan fungsi atau meningkatkan kualitas hidup mereka.

Kekurangan Neuroprostetik

Walaupun neuroprostetik menawarkan berbagai manfaat yang signifikan, terdapat pula  beberapa kekurangan dan tantangan yang perlu dipertimbangkan antara lain sebagai berikut:

1. Respon Tubuh

Salah satu masalah utama yaitu respons tubuh terhadap implantasi neuroprostetik. Tubuh manusia cenderung merespons benda asing dengan membentuk jaringan parut di sekitar implant, yang dapat mempengaruhi kinerja dan umur pakai perangkat.

2. Infeksi dan Komplikasi Bedah

Penggunaan neuroprostetik berkaitan dengan prosedur pembedahan yang berpotensi menimbulkan risiko infeksi, perdarahan, atau komplikasi lainnya yang berhubungan dengan intervensi bedah.

3. Keterbatasan Teknologi

Walaupun terdapat kemajuan yang signifikan, teknologi neuroprostetik masih dalam pengembangan. Beberapa perangkat mungkin belum sepenuhnya dioptimalkan dalam hal kegunaan daya tahan, atau fungsi yang diinginkan.

4. Biaya dan Aksesibilitas

Neuroprostetik cenderung memiliki biaya tinggi, termasuk juga dengan biaya perangkat itu sendiri, prosedur bedah, dan pemeliharaan jangka panjang. Aksesibilitas terhadap teknologi ini juga dapat menjadi masalah di beberapa wilayah atau bagi individu dengan sumber daya terbatas.

5. Implikasi Etika dan Privasi

Penggunaan neuroprostetik yang terkoneksi dengan sistem otak atau saraf membawa implikasi etika yang kompleks, terutama yang berkaitan dengan privasi data dan keamanan informasi pribadi.

6. Respon dan Adaptasi Individu

Respons dan adaptasi individu terhadap neuroprostetik dapat bervariasi. Beberapa penderita mungkin mengalami kesulitan dalam beradaptasi dengan diri sendiri atau merespon stimulasi yang diberikan oleh perangkat.

7. Keterbatasan Fungsi

Meskipun neuroprostetik dapat membantu memperbaiki fungsi yang hilang atau terganggu, namun masih memiliki keterbatasan dalam hal kemampuan atau kinerja dibandingkan dengan fungsi alami yang sehat.

Walaupun demikian, perkembangan teknologi neuroprostetik terus berlanjut, dan para peneliti terus berusaha untuk mengatasi beberapa tantangan ini. Dengan inovasi yang berkelanjutan, diharapkan neuroprostetik dapat menjadi lebih efektif, aman, dan dapat diakses oleh lebih banyak orang di masa depan.

______________________

Referensi :

W. M. Grill, “Electrical stimulation of the central nervous system,” in The Biomedical Engineering Handbook, J. D. Bronzino, Ed., pp. 30-1–30-15, Taylor & Francis, Boca Raton, FL, USA, 2006.

G. E. Loeb, Neuroprosthetic Interfaces–The Reality behind Bionics and Cyborgs. Human Nature and Self-Design Paderborn, Mentis Verlag GmbH, Germany, 2011.

R. Melzack and P. D. Wall, “Pain mechanisms: a new theory,” Science, vol. 150, no. 3699, pp. 971–978, 1965.

J. Holsheimer, “Which neuronal elements are activated directly by spinal cord stimulation,” Neuromodulation, vol. 5, no. 1, pp. 25–31, 2002.

R. B. North, M. G. Ewend, M. T. Lawton, and S. Piantadosi, “Spinal cord stimulation for chronic, intractable pain: superiority of “multi-channel” devices,” Pain, vol. 44, no. 2, pp. 119–130, 1991.

J. Holsheimer, B. Nuttin, W. King Gary, A. Wesselink Wilbert, M. Gybels Jan, and P. de Sutter, “Clinical evaluation of paresthesia steering with a new system for spinal cord stimulation,” Neurosurgery, vol. 42, no. 3, pp. 541–549, 1998.

V. Buyten, I. Smet, L. Liem, M. Russo, and F. Huygen, “Stimulation of dorsal root ganglia for the management of complex regional pain syndrome: a prospective case series,” Pain Practice, vol. 15, no. 3, pp. 208–216, 2015.

K. M. Aló and J. Holsheimer, “New trends in neuromodulation for the management of neuropathic pain,” Neurosurgery, vol. 50, no. 4, pp. 690–704, 2002.

T. C. Zhang, J. J. Janik, and W. M. Grill, “Mechanisms and models of spinal cord stimulation for the treatment of neuropathic pain,” Brain Research, vol. 1569, pp. 19–31, 2014.