Pertama Kali, Implan Otak Berhasil Buat Pasien ALS Kembali Bisa Bicara dan Menyanyi
JAKARTA - Seorang pria dengan disabilitas bicara yang parah mampu berbicara secara ekspresif dan bernyanyi menggunakan implan otak yang menerjemahkan aktivitas sarafnya menjadi kata-kata hampir seketika. Perangkat tersebut menyampaikan perubahan nada saat ia mengajukan pertanyaan, menekankan kata-kata pilihannya, dan memungkinkannya menyenandungkan serangkaian nada dalam tiga nada.
Sistem tersebut — yang dikenal sebagai antarmuka otak-komputer (BCI) — menggunakan kecerdasan buatan (AI) untuk menguraikan aktivitas listrik otak partisipan saat ia mencoba berbicara. Perangkat tersebut merupakan yang pertama yang mereproduksi tidak hanya kata-kata yang dimaksudkan seseorang tetapi juga fitur-fitur ucapan alami seperti nada, nada, dan penekanan, yang membantu mengekspresikan makna dan emosi.
Dalam sebuah penelitian, suara sintetis yang menirukan suara partisipan mengucapkan kata-katanya dalam waktu 10 milidetik dari aktivitas saraf yang menandakan niatnya untuk berbicara. Sistem tersebut, yang dijelaskan hari ini di Nature, menandai peningkatan signifikan dibandingkan model BCI sebelumnya, yang mengalirkan ucapan dalam waktu tiga detik atau menghasilkannya hanya setelah pengguna selesai menirukan seluruh kalimat.
Dekoder Real Time
Peserta penelitian, seorang pria berusia 45 tahun, kehilangan kemampuannya untuk berbicara dengan jelas setelah mengalami sklerosis lateral amiotrofik (ALS), suatu bentuk penyakit neuron motorik, yang merusak saraf yang mengendalikan gerakan otot, termasuk yang dibutuhkan untuk berbicara. Meskipun ia masih bisa mengeluarkan suara dan kata-kata, ucapannya lambat dan tidak jelas.
Lima tahun setelah gejalanya muncul, partisipan menjalani operasi untuk memasukkan 256 elektroda silikon, masing-masing sepanjang 1,5 mm, ke dalam area otak yang mengendalikan gerakan. Rekan penulis studi Maitreyee Wairagkar, seorang ahli saraf di University of California, Davis, dan rekan-rekannya melatih algoritma pembelajaran mendalam untuk menangkap sinyal di otaknya setiap 10 milidetik. Sistem mereka mendekode, secara real-time, suara yang coba dihasilkan pria itu, bukan kata-kata yang dimaksudkannya atau fonem penyusunnya — subunit ujaran yang membentuk kata-kata yang diucapkan.
“Kita tidak selalu menggunakan kata-kata untuk mengomunikasikan apa yang kita inginkan. Kita memiliki kata seru. Kita memiliki vokalisasi ekspresif lain yang tidak ada dalam kosakata,” jelas Wairagkar, sebagaimana dilansir Nature. “Untuk melakukan itu, kami telah mengadopsi pendekatan ini, yang sama sekali tidak dibatasi.”
Tim tersebut juga mempersonalisasi suara sintetis agar terdengar seperti suara pria itu sendiri, dengan melatih algoritme AI pada rekaman wawancara yang telah dilakukannya sebelum timbulnya penyakitnya.
Tim tersebut meminta peserta untuk mencoba membuat kata seru seperti ‘aah’, ‘ooh’ dan ‘hmm’ dan mengucapkan kata-kata yang dibuat-buat. BCI berhasil menghasilkan suara-suara ini, menunjukkan bahwa ia dapat menghasilkan ucapan tanpa memerlukan kosakata yang tetap.
Kebebasan berbicara
Dengan menggunakan perangkat tersebut, peserta mengeja kata-kata, menjawab pertanyaan terbuka dan mengatakan apa pun yang diinginkannya, menggunakan beberapa kata yang bukan bagian dari data pelatihan dekoder. Ia memberi tahu para peneliti bahwa mendengarkan suara sintetis menghasilkan ucapannya membuatnya “merasa senang” dan bahwa itu terasa seperti “suaranya yang sebenarnya”.
Dalam percobaan lain, BCI mengidentifikasi apakah peserta mencoba mengucapkan kalimat sebagai pertanyaan atau pernyataan. Sistem juga dapat menentukan kapan ia menekankan kata-kata yang berbeda dalam kalimat yang sama dan menyesuaikan nada suara sintetisnya.
"Kami memasukkan semua elemen berbeda dari ucapan manusia yang sangat penting," kata Wairagkar. BCI sebelumnya hanya dapat menghasilkan ucapan datar dan monoton.
"Ini merupakan sedikit perubahan paradigma dalam artian bahwa hal ini benar-benar dapat menghasilkan alat yang nyata," kata Silvia Marchesotti, seorang ahli saraf di Universitas Jenewa di Swiss. Fitur-fitur sistem ini "akan sangat penting untuk diadopsi untuk penggunaan sehari-hari oleh pasien di masa mendatang."
(Rahman Asmardika)
