Kemajuan luar biasa telah dicapai dalam bidang antarmuka otak-komputer (BCI) generasi mendatang, yang merupakan hasil penelitian kolaboratif antara ilmuwan dari Tiongkok dan Jepang. Pekerjaan ini mencapai puncaknya pada pengembangan implan pertama yang memiliki karakteristik fleksibilitas luar biasa.
Pengujian yang dilakukan pada hewan menunjukkan bahwa teknologi baru ini mempertahankan kinerja sebesar 94% dalam hal efisiensi operasional, bahkan setelah penggunaan terus menerus selama 18 bulan. Hasil ini dianggap luar biasa untuk sektor neurointerfaces, menjamin kejernihan sinyal dan pengoperasian yang stabil dalam jangka panjang.
Penelitian ini menunjukkan kemajuan yang signifikan dalam penerapan praktisnya. Studi di bidang ini sering kali menghadapi kendala utama: perbedaan konsistensi antara elektroda konvensional, yang terbuat dari logam seperti platinum, dan jaringan otak, yang sangat halus.
Kesenjangan mekanis seperti itu seringkali menyebabkan gesekan dan gerakan mikro, yang pada gilirannya memicu peradangan kronis dan pembentukan jaringan parut. Faktor-faktor ini semakin menurunkan kualitas sinyal yang ditangkap, sesuatu yang sangat tidak diinginkan mengingat sensitivitas wilayah tersebut dan kebutuhan untuk menghindari intervensi bedah berulang.
Untuk mengatasi tantangan ini, tim peneliti – yang terdiri dari anggota dari Universitas Tsinghua, Universitas Tokyo dan Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok – merancang senyawa yang sepenuhnya organik. Bahan tersebut diberi nama “CHIP”, singkatan dari “hidrogel konduktif dengan perkolasi antarmuka”.
Inovasi ini mengatasi masalah kelenturan dan, secara bersamaan, memecahkan masalah yang melekat pada hidrogel. Meskipun bahan-bahan ini dihargai karena biokompatibilitasnya yang tinggi, bahan-bahan tersebut biasanya menunjukkan konduktivitas listrik yang tidak memadai dan kecenderungan untuk menyerap cairan, yang menyebabkan pembengkakan dan modifikasi pada struktur elektroda. Para ilmuwan mengatasi keterbatasan ini dengan menempelkan hidrogel ke substrat parilena ultra tipis dan memprosesnya melalui fotolitografi presisi tinggi saat material berada dalam keadaan kering.
Perangkat yang dihasilkan memiliki grid 128 saluran, dengan ketebalan minimal hanya 9 mikrometer, lebih kecil dari sehelai rambut manusia. Selain itu, konduktivitas listriknya mencapai 2.512 S/cm, memungkinkan penangkapan aktivitas saraf yang paling halus sekalipun.
Resistensi sistem ini dikonfirmasi dalam penelitian dengan kelinci selama 550 hari, periode di mana hewan mempertahankan aktivitas saraf yang jelas dan konsisten. Bahkan di bawah tekanan mekanis yang kuat, komponen tetap mempertahankan kinerja listriknya, dengan variasi konduktivitas kurang dari 4%.
Pemeriksaan histologis selanjutnya memastikan bahwa implan meminimalkan reaksi terhadap benda asing, tidak menyebabkan peradangan parah atau timbulnya bekas luka yang tebal. Meskipun Tiongkok telah mencapai kemajuan penting dalam hal pasien lumpuh yang menggunakan BCI untuk mengontrol perangkat eksternal, para peneliti memperingatkan bahwa masih terlalu dini untuk menentukan dimulainya uji coba pada manusia dengan teknologi baru ini.