Baca berita dengan sedikit iklan, klik di sini
Teknologi kamera digital tentu kian maju. Namun para peneliti dari University of California, Davis, Amerika Serikat, hanya memerlukan teknologi paling awal dari kamera jenis ini untuk membuat sebuah terobosan yang diharapkan bisa memberi banyak manfaat.
Baca berita dengan sedikit iklan, klik di sini
Mereka adalah Wenjun Zhou, peneliti yang bekerja dengan Vivek Srinivasan, profesor di Departemen Teknik Biomedis UC Davis. Terobosan yang mereka lakukan adalah membuat sebuah alat yang bisa mengukur aliran darah di otak.
Baca berita dengan sedikit iklan, klik di sini
Baca berita dengan sedikit iklan, klik di sini
Hasil pengukuran ini amat berguna bagi mereka yang mengalami stroke atau cedera otak traumatis lainnya. Temuan baru ini dipublikasikan dalam jurnal Optica pada pekan lalu. "Penemuan kami sangat menjanjikan. Biayanya lebih rendah," kata Zhou.
Zhou pun menjelaskan cara kerja alat yang mereka buat itu. Dia memberi ilustrasi, saat cahaya disorotkan ke dalam larutan berawan, foton atau partikel cahaya akan tersebar ke berbagai arah.
Nah, pendekatan ini dipakai untuk melihat aktivitas otak seseorang. Teknik eksperimental ini disebut sebagai spektroskopi korelasi difus (DCS).
Ketika laser disorotkan ke kepala, sebagian foton melewati tengkorak dan otak, lalu tersebar oleh darah dan jaringan. Untuk mendapatkan informasi aliran darah, diperlukan sebuah fluktuasi cahaya. Zhou kemudian menempatkan detektor di tempat lain di kepala yang bisa membuat jalan bagi foton. Fluktuasi ini sangat penting untuk melihat peredaran darah di otak.
Namun, setelah melewati tengkorak dan jaringan otak, sinyal cahaya tentu melemah. Jadi, DCS membutuhkan sejumlah detektor penghitungan foton tunggal.
Di sinilah para peneliti sempat mendapat masalah. Sebab, banyak kendalanya. Detektor tersebut sangat sensitif dan mahal. Selain itu, peningkatan cahaya akan berisiko membakar kulit pasien.
Zhou dan Srinivasan mendapat ide dengan cara mengambil pendekatan yang berbeda. Mereka memperhatikan fakta bahwa gelombang cahaya yang tumpang-tindih-seperti riak di kolam-akan memperkuat atau membatalkan satu sama lain.
Dengan fakta itu, mereka membagi berkas cahaya ke jalur "sampel" dan "referensi". Ketika cahaya tersorot ke kepala pasien, foton yang lebih kuat masuk melalui jalur referensi sehingga menghubungkannya kembali dengan sinar sampel sebelum ke detektor.
Berhasil. Cara ini bisa meningkatkan sinyal hanya dengan menggunakan cip kamera digital CMOS berbasis tunggal. Hal ini bisa memangkas sekitar 20 detektor penghitungan foton yang harganya mencapai ribuan dolar Amerika. "Lampu referensi yang kuat meningkatkan sinyal lemah dari sampel," ujar Zhou.
Mereka menamai metode ini dengan sebutan interferometric diffusing wave spectroscopy (iDWS). "Keuntungan tambahannya adalah tidak perlu mematikan lampu ruangan saat melakukan pengukuran," kata Zhou.
Mereka bahkan dapat memantau aliran darah otak di luar ruangan, yakni di bawah sinar matahari yang cerah. Sejauh ini, tim telah menguji perangkat mereka dengan membuat rekaman otak dari relawan di laboratorium.
Bersama Dr Bruce Lyeth dan Dr Lara Zimmermann dari Departemen Bedah Saraf UC Davis, mereka kini tengah memvalidasi dan mengadaptasi teknologi untuk penggunaan akhir dalam perawatan neurocritical. Permohonan paten sementara pun diajukan untuk teknologi tersebut.
Tentu ini menjadi alternatif dari pencitraan otak. Sebelumnya, ada positron emission tomography (PET) dan magnetic resonance imaging (MRI). Alat ini sangat penting bagi para peneliti yang mempelajari otak.
Teknologi ini memungkinkan para peneliti melihat ke dalam otak untuk melihat efek cedera, penyakit, dan bahkan obat-obatan serta bahan kimia lainnya.
PET juga dapat membantu peneliti mempelajari bagaimana otak berfungsi normal. Caranya dengan menunjukkan area otak mana yang aktif selama tugas tertentu dan jenis variasi apa yang ada di antara individu.
Sebelum pemindaian PET dimulai, pasien diberi dosis aman senyawa pelacak radioaktif. Untuk mengukur aktivitas otak, dokter dan ilmuwan menggunakan FDG (fluorodeoxyglucose), yang merupakan molekul glukosa yang dimodifikasi.
Glukosa adalah zat sejenis gula yang merupakan sumber energi utama untuk sel-sel otak. FDG yang disuntikkan atau dihirup akan memasuki aliran darah, di mana ia dapat melakukan perjalanan ke otak.
Jika area tertentu di otak lebih aktif, glukosa atau energi akan lebih banyak dibutuhkan di sana. Ketika lebih banyak glukosa digunakan, lebih banyak bahan radioaktif yang diserap.
PET scanner mengukur energi yang dipancarkan ketika positron (partikel bermuatan positif) dari bahan radioaktif bertabrakan dengan elektron (partikel bermuatan negatif) di otak seseorang. Pemindaian biasanya membutuhkan waktu antara 30 menit dan dua jam.
Teknik lain untuk mengukur aktivitas otak adalah MRI fungsional. MRI mendeteksi perubahan aliran darah tanpa memakai pelacak radioaktif.
Ketika tempat tertentu di otak lebih aktif, darah mengalir ke area itu. Darah ini membawa oksigen ke sel-sel otak pekerja keras. Dengan melacak variasi aliran darah, MRI fungsional dapat mendeteksi aktivitas di otak saat hal itu terjadi. SCIENCE DAILY | PHYS | UCDAVIS | LEARN GENETICS | AFRILIA SURYANIS
- Akses edisi mingguan dari Tahun 1971
- Akses penuh seluruh artikel Tempo+
- Baca dengan lebih sedikit gangguan iklan
- Fitur baca cepat di edisi Mingguan
- Anda Mendukung Independensi Jurnalisme Tempo
