Dalam apa yang bisa dianggap sebagai salah satu terobosan terbesar dalam ilmu kedokteran dan teknologi, sebuah antarmuka otak-komputer yang baru dikembangkan menawarkan harapan baru bagi orang-orang yang telah kehilangan kemampuan berbicara. Penelitian ini dilakukan oleh tim dari University of California, Davis, yang berhasil menunjukkan teknologi ini dapat secara instan menerjemahkan aktivitas otak menjadi suara saat seseorang mencoba berbicara.

Detail yang dipublikasikan dalam jurnal Nature menyoroti bagaimana peserta studi yang menderita sklerosis lateral amiotrofik (ALS) dapat berbicara melalui komputer dengan keluarganya secara real-time. Teknologi ini tidak hanya memungkinkan peserta untuk berbicara, tetapi juga mengubah intonasi dan bahkan 'menyanyikan' melodi sederhana.

“Menerjemahkan aktivitas saraf menjadi teks, seperti yang dilakukan oleh antarmuka otak-komputer kami sebelumnya, mirip dengan mengirim pesan teks. Ini adalah peningkatan besar dibandingkan teknologi bantu yang standar, tetapi tetap mengakibatkan keterlambatan dalam percakapan. Sebagai perbandingan, sintesis suara real-time baru ini lebih mirip panggilan suara,” kata Sergey Stavisky, penulis senior makalah tersebut.

Antarmuka otak-komputer eksperimental (BCI) ini digunakan selama uji klinis BrainGate2 di UC Davis Health. Sistem ini terdiri dari empat array mikroelektroda yang ditanamkan secara bedah ke dalam area otak yang bertanggung jawab untuk memproduksi ucapan. Peneliti mengumpulkan data saat peserta diminta untuk mencoba mengucapkan kalimat yang ditampilkan di layar komputer.

“Penghalang utama untuk mensintesis suara secara real-time adalah ketidakpahaman tentang kapan dan bagaimana orang yang kehilangan kemampuan berbicara berusaha untuk berbicara. Algoritma kami memetakan aktivitas saraf ke suara yang dimaksud pada setiap momen waktu. Ini memungkinkan untuk mensintesis nuansa dalam ucapan dan memberikan peserta kendali atas irama suara BCI-nya,” tambah Maitreyee Wairagkar, penulis utama studi tersebut.

Sistem ini dengan cepat menerjemahkan sinyal saraf peserta menjadi ucapan yang dapat didengar, yang diputar melalui speaker dalam waktu sangat singkat — satu per satu puluh detik. Peneliti mengaitkan keterlambatan yang singkat ini dengan keterlambatan yang sama yang dialami seseorang saat mereka berbicara dan mendengar suara mereka sendiri.

Teknologi ini juga memungkinkan peserta untuk mengucapkan kata-kata baru (kata-kata yang belum dikenal sebelumnya oleh sistem) dan melakukan interjeksi. Ia mampu memodulasi intonasi suaranya yang dihasilkan komputer untuk mengajukan pertanyaan atau menekankan kata-kata tertentu dalam kalimat.

Proses menerjemahkan aktivitas otak menjadi ucapan yang disintesis secara instan dibantu oleh algoritma kecerdasan buatan yang canggih. Namun, para peneliti mencatat bahwa meskipun temuan ini menjanjikan, neuroprotesisis otak-ke-suara masih berada dalam fase awal. Sebuah keterbatasan utama adalah bahwa penelitian ini dilakukan hanya dengan satu peserta yang memiliki ALS. Sangat penting untuk mereplikasi hasil ini dengan lebih banyak peserta.