Ned Jenkinson dari Universitas Birmingham dan Matthew Weightman dari Universitas Oxford membahas bagaimana kemajuan dalam penelitian otak dapat memengaruhi cara kita belajar dan mengembangkan keahlian kita.
Versi artikel ini awalnya diterbitkan oleh The Conversation (CC BY-ND 4.0)
Baik mempelajari musik piano baru atau mengadaptasi servis tenis Anda, memperoleh keterampilan fisik bergantung pada kemampuan otak Anda untuk melakukannya memperkuat dan menyempurnakan koneksi saraf. Para peneliti sedang menjajaki apakah proses ini dapat dipercepat dengan teknologi.
Para ilmuwan khususnya tertarik pada potensi non-invasif rangsangan otaksekelompok teknik yang dapat mengubah aktivitas otak tanpa operasi.
Beberapa menyampaikan arus listrik yang lemah ke otak melalui elektroda yang dipasang di kulit kepala. Yang lain menggunakan medan magnet atau gelombang ultrasonik terfokus. Meskipun cara kerjanya berbeda, semuanya bertujuan untuk mengubah aktivitas sirkuit saraf untuk sementara.
Jika teknik ini berhasil ditingkatkan neuroplastisitaskemampuan otak untuk mengatur ulang dan membentuk koneksi baru selama pembelajaran, yang kemudian dapat berguna di mana pun kinerjanya bergantung pada pembelajaran gerakan kompleks, mulai dari olahraga dan musik hingga pembedahan dan seterusnya. Para peneliti juga melihat apakah teknologi ini dapat membantu pembelajaran keterampilan non-fisik, seperti mengambil bahasa asing.
Olah raga elit, game profesional, dan tempat kerja dengan performa tinggi dapat menjadi target peningkatan ini jika terbukti efektif. Stimulasi otak juga mempunyai peran besar dalam pengobatan, membantu pasien memulihkan keterampilan fisik yang hilang karena cedera atau penyakit, seperti stroke.
Studi menunjukkan ada banyak potensi di sini. Namun menerjemahkan potensi ini menjadi teknologi bermanfaat yang secara andal meningkatkan pembelajaran keterampilan fisik masih merupakan tantangan besar.
Temuan yang merangsang
Penelitian untuk meningkatkan pembelajaran motorik dengan stimulasi listrik atau magnet telah mendapatkan momentum sejak pergantian milenium, dengan penelitian awal mendapatkan banyak perhatian.
Di sebuah eksperimen yang khaspeserta mungkin mempelajari rangkaian gerakan jari yang mirip dengan berlatih tangga nada pada piano sambil menerima rangsangan pada wilayah otak yang terlibat dalam gerakan. Penelitian lain telah meneliti bagaimana stimulasi dapat digunakan pelatihan keseimbangan atau mengajar berhubungan dengan olahraga keterampilan atau teknik bedah.
Beberapa eksperimen ini menghasilkan hasil yang menarik, dan para partisipan menemukan hal tersebut mempelajari tugas gerakan tertentu lebih cepat atau mempertahankan keterampilan lebih lama jika mereka menjalani stimulasi otak. Namun penelitian lain gagal menemukan manfaatnya. Dan dalam beberapa kasus, para peneliti kesulitan untuk meniru keberhasilan eksperimen sebelumnya yang menjanjikan ketika mengulanginya.
Salah satu alasan temuan yang beragam ini adalah tidak adanya ‘jaringan pembelajaran’ universal di otak kita. Keterampilan yang berbeda bergantung pada kombinasi yang berbeda area dekat permukaan otak serta yang jauh di dalamnya.
Selain itu, orang dapat merespons rangsangan yang sama dengan sangat berbeda. Faktor-faktor seperti usia, anatomi, genetika, dan bahkan tingkat keterampilan dasar dapat memengaruhi manfaat stimulasi. Ditambah lagi banyaknya cara untuk menerapkan rangsangan, gambarannya menjadi lebih suram.
Terlepas dari tantangan-tantangan ini, bidang ini terus berkembang dalam upayanya untuk meningkatkan pembelajaran motorik. Misalnya, alih-alih menstimulasi otak secara luas, para peneliti semakin menargetkan sirkuit saraf tertentu yang terlibat dalam pembelajaran.
Hal ini sebagian disebabkan oleh kemajuan dalam pencitraan saraf Dan pemodelan komputasiyang memungkinkan para ilmuwan memprediksi bagaimana arus listrik mengalir melalui otak seseorang. Teknologi stimulasi otak yang lebih baru, seperti USG terfokus, kini juga dapat menjangkau struktur dalam yang terlibat dalam perolehan keterampilan.
Tujuannya adalah menggunakan teknologi ini tidak hanya untuk meningkatkan aktivitas otak, namun untuk mempengaruhi sirkuit saraf yang tepat pada waktu yang tepat selama pembelajaran. Ide ini dibangun berdasarkan prinsip dasar ilmu saraf, yang sering diringkas sebagai “neuron-neuron yang menyala bersama-sama, menyatu”. Ketika sel-sel otak diaktifkan berulang kali pada saat yang sama, hubungan di antara sel-sel tersebut menjadi lebih kuat.
Dengan mengatur waktu stimulasi secara hati-hati bertepatan dengan gerakannya dibuat selama latihan, para peneliti berharap dapat memperkuat jalur saraf yang terlibat dalam mempelajari keterampilan baru. Pada prinsipnya, hal ini dapat membuat stimulasi lebih dapat diandalkan dan efektif dibandingkan pendekatan yang ada saat ini, namun para peneliti masih melakukan hal tersebut penyempurnaan bagaimana tepatnya ini akan berhasil.
Berkendara ke depan
Masih ada pertanyaan penting. Siapa yang punya akses? Haruskah stimulasi diatur dalam lingkungan kompetitif seperti olahraga? Dan berapa banyak bukti yang diperlukan sebelum perangkat konsumen dipasarkan kepada pengguna yang sehat?
Pertanyaan-pertanyaan ini menjadi semakin relevan ketika stimulasi otak tidak hanya dilakukan di laboratorium dan klinik. Sejumlah perangkat di rumah kini tersedia untuk dibeli orang. Beberapa telah menerima persetujuan peraturankarena diindikasikan untuk mengobati kondisi medis seperti depresi. Namun ada juga pasar yang berkembang untuk perangkat peningkatan kognitif dan kinerja. Untuk penggunaan ini, tidak diperlukan persetujuan peraturan.
Teknologi berkembang pesat, namun bukti yang mendukungnya dan peraturan yang mengaturnya masih berusaha mengejar ketertinggalannya. Kerangka kerja yang tepat untuk penerapannya mungkin saja diabaikan begitu saja jika ada kemungkinan ‘Stimulasi otak DIY.
Untuk saat ini, stimulasi otak tidak mungkin mengubah siapa pun menjadi atlet virtuoso atau elit dalam semalam. Namun seiring para peneliti mengembangkan cara yang semakin tepat untuk menargetkan sirkuit saraf yang mendasari pembelajaran, prospek peningkatan kinerja manusia bergeser dari fiksi ilmiah ke kemungkinan ilmiah.
Tantangannya saat ini bukan sekadar mempelajari cara memengaruhi otak, namun memutuskan di mana, kapan, dan mengapa kita harus melakukannya.
Oleh Ned Jenkinson Dan Matthew Weightman
Ned Jenkinson adalah dosen senior ilmu gerak manusia di Sekolah Ilmu Olah Raga dan Latihan di Universitas Birmingham. Penelitiannya menggabungkan berbagai teknik termasuk stimulasi otak non-invasif, perekaman elektrofisiologi, pelacakan mata, neuroimaging, dan teknik perilaku. Dia menggunakan teknik ini untuk menyelidiki bagaimana otak mengontrol gerakan dan bagaimana otak memungkinkan kita mempelajari keterampilan motorik baru.
Matthew Weightman adalah peneliti postdoctoral di Oxford Centre for Integrative Neuroimaging di Plasticity Group di Universitas Oxforddipimpin oleh Prof Heidi Johansen-Berg. Ia sangat tertarik pada bidang ilmu saraf sensorimotor. Karyanya saat ini berfokus pada peran tidur dalam pemulihan setelah stroke. Lebih khusus lagi, ia tertarik pada bagaimana kita dapat meningkatkan kualitas tidur setelah stroke, apakah peningkatan kualitas tidur pada pasien stroke berhubungan dengan pemulihan fungsional yang lebih baik, dan apakah proses fisiologis yang terjadi selama tidur dapat ditingkatkan pasca stroke untuk meningkatkan konsolidasi.