Dari Mendiagnosis Gangguan Otak hingga Peningkatan Kognitif, EEG 100 Tahun Telah Mengubah Ilmu Saraf
EEG telah membentuk pemahaman para peneliti tentang kognisi untuk segala hal mulai dari persepsi hingga memori
Gelombang otak manusia dari elektroensefalografi atau EEG.
Esai berikut dicetak ulang dengan izin dari 
The Conversation, publikasi online yang meliput penelitian terbaru.
Electroencephalography, atau EEG, ditemukan 100 tahun yang lalu. Bertahun-tahun sejak penemuan perangkat untuk memantau kelistrikan otak, hal ini telah memberikan dampak yang luar biasa terhadap cara para ilmuwan mempelajari otak manusia.
Sejak pertama kali digunakan, EEG telah membentuk pemahaman para peneliti tentang kognisi, mulai dari persepsi hingga memori. Penting juga untuk mendiagnosis dan memandu pengobatan berbagai gangguan otak, termasuk epilepsi.
Tentang mendukung jurnalisme sains
Jika Anda menikmati artikel ini, pertimbangkan untuk mendukung jurnalisme pemenang penghargaan kami langganan. Dengan membeli langganan, Anda membantu memastikan masa depan cerita yang berdampak tentang penemuan dan ide yang membentuk dunia kita saat ini.
Saya seorang ahli saraf kognitif yang menggunakan EEG untuk mempelajari bagaimana orang mengingat peristiwa di masa lalu. Peringatan 100 tahun EEG adalah kesempatan untuk merefleksikan pentingnya penemuan ini dalam ilmu saraf dan kedokteran.
Pada tanggal 6 Juli 1924, psikiater Hans Berger melakukan rekaman EEG pertama pada manusia, seorang anak laki-laki berusia 17 tahun yang menjalani bedah saraf. Saat itu, Berger dan peneliti lain sedang melakukan rekaman listrik pada otak hewan tersebut.
Yang membedakan Berger adalah obsesinya untuk menemukan dasar fisik dari apa yang disebut energi psikis, atau upaya mental, pada manusia. Melalui serangkaian eksperimen di awal karirnya, Berger mengukur volume dan suhu otak untuk mempelajari perubahan dalam proses mental seperti kerja intelektual, perhatian, dan keinginan.
Dia kemudian beralih ke merekam aktivitas listrik. Meskipun ia mencatat efek pertama EEG pada otak manusia pada tahun 1924, ia tidak mempublikasikan hasilnya sampai tahun 1929. Interval lima tahun tersebut merupakan fase keraguan diri yang berkelok-kelok tentang sumber sinyal EEG di otak dan menyempurnakan eksperimen tersebut. . persiapan. Berger merekam ratusan EEG pada berbagai subjek, termasuk anak-anaknya sendiri, dengan keberhasilan dan kemunduran eksperimental.
Akhirnya yakin dengan hasilnya, dia menerbitkan serangkaian makalah di jurnal Archiv für Psychiatrie dan berharap memenangkan Hadiah Nobel. Sayangnya, komunitas peneliti meragukan hasil tersebut, dan bertahun-tahun berlalu sebelum orang lain mulai menggunakan EEG dalam penelitian mereka.
Berger akhirnya dinominasikan untuk Hadiah Nobel pada tahun 1940. Namun Nobel tidak diberikan pada tahun itu dalam kategori apa pun karena Perang Dunia II dan pendudukan Jerman di Norwegia.
Ketika banyak neuron aktif pada saat yang sama, mereka menghasilkan sinyal listrik yang cukup kuat untuk menyebar secara instan melalui jaringan konduktif otak, tengkorak, dan kulit kepala. Elektroda EEG yang ditempatkan di kepala dapat merekam sinyal listrik tersebut.
Sejak ditemukannya EEG, para peneliti telah menunjukkan bahwa aktivitas saraf berosilasi pada frekuensi tertentu. Dalam rekaman EEG awalnya pada tahun 1924, Berger mencatat dominasi aktivitas osilasi yang berputar delapan hingga 12 kali per detik, atau 8 hingga 12 hertz, yang disebut osilasi alfa. Sejak ditemukannya ritme alfa, telah banyak upaya untuk memahami bagaimana dan mengapa neuron berosilasi.
Osilasi saraf dianggap penting untuk komunikasi efektif antara wilayah otak khusus. Misalnya, osilasi theta yang berputar pada 4 hingga 8 hertz penting untuk komunikasi antar wilayah otak yang terlibat dalam pengkodean dan pengambilan memori pada hewan dan manusia.
Para peneliti kemudian mempelajari apakah mereka dapat mengubah osilasi saraf dan mempengaruhi cara neuron berbicara satu sama lain. Penelitian telah menunjukkan bahwa banyak metode perilaku dan non-invasif dapat mengubah osilasi saraf dan menyebabkan perubahan kinerja kognitif. Terlibat dalam aktivitas mental tertentu dapat menyebabkan osilasi saraf pada frekuensi yang digunakan oleh aktivitas mental tersebut. Misalnya, penelitian tim saya menemukan bahwa meditasi mindfulness dapat meningkatkan osilasi frekuensi theta dan meningkatkan pengambilan memori.
Metode stimulasi otak non-invasif dapat menargetkan frekuensi yang diinginkan. Misalnya, penelitian berkelanjutan tim saya menemukan bahwa stimulasi otak pada frekuensi theta dapat menghasilkan pemulihan memori yang lebih baik.
EEG juga menghasilkan penemuan besar tentang bagaimana otak memproses informasi di banyak domain kognitif lainnya, termasuk bagaimana orang melihat dunia di sekitar mereka, bagaimana mereka memusatkan perhatian, bagaimana mereka berkomunikasi melalui bahasa dan bagaimana mereka memproses emosi.
EEG umumnya digunakan saat ini untuk mendiagnosis gangguan tidur dan epilepsi serta memandu pengobatan gangguan otak.
Para ilmuwan menggunakan EEG untuk melihat apakah memori dapat ditingkatkan dengan stimulasi otak non-invasif. Meskipun penelitian ini masih dalam tahap awal, ada beberapa hasil yang menjanjikan. Misalnya, sebuah penelitian menemukan bahwa stimulasi otak non-invasif pada frekuensi gamma – 25 hertz – meningkatkan memori dan transmisi neurotransmitter pada penyakit Alzheimer.
Stimulasi otak non-invasif jenis baru yang disebut interferensi temporal menggunakan dua frekuensi tinggi untuk menyebabkan aktivitas saraf yang sama dengan perbedaan antara frekuensi stimulasi. Frekuensi tinggi dapat menembus otak lebih baik dan mencapai area sasaran. Para peneliti baru-baru ini menguji metode ini pada orang yang menggunakan 2.000 hertz dan 2.005 hertz untuk mengirimkan frekuensi 5 hertz theta di area otak utama untuk memori, hipokampus. Hal ini menyebabkan peningkatan dalam mengingat nama-nama yang dikaitkan dengan wajah.
Meskipun hasil ini menjanjikan, diperlukan lebih banyak penelitian untuk memahami peran pasti osilasi saraf dalam kognisi dan apakah mengubahnya dapat menghasilkan perbaikan kognitif jangka panjang.
Peringatan 100 tahun EEG memberikan kesempatan untuk mempertimbangkan apa yang telah diajarkan kepada kita tentang fungsi otak dan apa yang dapat dilakukan teknik ini di masa depan.
Apa yang mungkin terjadi dalam EEG 100 tahun ke depan?
Beberapa peneliti, termasuk saya sendiri, memperkirakan bahwa kita akan menggunakan EEG untuk mendiagnosis dan membuat pengobatan yang ditargetkan untuk gangguan otak. Pihak lain berharap bahwa EEG yang dapat dipakai dengan harga terjangkau akan digunakan secara luas untuk meningkatkan fungsi kognitif di rumah atau akan diintegrasikan secara mulus ke dalam aplikasi realitas virtual. Paling mungkin.
Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca artikel asli.
