Terobosan dalam Nature Electronics
Peneliti China mengembangkan mikroelektroda yang dapat meregang dan menyesuaikan diri secara dinamis dengan gerakan alami otak, mengatasi hambatan teknis penting yang selama ini menghalangi penerapan klinis antarmuka otak-komputer invasif. Penelitian yang dipimpin Fang Ying dari Institut Riset Otak China di Beijing itu diterbitkan di jurnal Nature Electronics pada 6 Februari 2026. Inovasi ini menjawab tantangan mendasar dalam neuroteknologi. Elektroda fleksibel konvensional dapat ditekuk, tetapi tidak dapat diregangkan. Keterbatasan ini membuat elektroda tertarik menjauhi jaringan saraf saat otak berdenyut mengikuti setiap detak jantung atau bergeser di dalam tengkorak. Arsitektur elektroda baru menggunakan desain spiral untuk mengubah gaya regang menjadi gerakan menekuk yang tidak berbahaya, sehingga perangkat dapat bergerak mengikuti otak alih-alih menahannya. Geometri spiral memungkinkan elektroda memanjang dan memendek seperti pegas, mengikuti gerakan ritmis otak tanpa menyalurkan gaya geser yang merusak ke jaringan saraf yang rapuh.
Daftar Isi
Masalah ini pertama kali terlihat oleh tim Fang dalam eksperimen pada primata nonmanusia sekitar empat tahun lalu. Dalam wawancara eksklusif, ia menjelaskan bahwa tim mengamati elektroda fleksibel memiliki risiko nyata tertarik keluar akibat gerakan otak. Temuan tersebut mendorong tim peneliti untuk mengeksplorasi pendekatan struktural baru yang memungkinkan elektroda meregang tanpa memberikan gaya yang merusak pada jaringan di sekitarnya.
Mengapa Fleksibel Saja Tidak Cukup
Masalah elektroda yang tertarik keluar mendapat perhatian internasional pada 2024, ketika Neuralink milik Elon Musk melaporkan bahwa sekitar 85 persen dari 1.024 elektroda fleksibelnya telah tertarik keluar dari otak pasien manusia pertama mereka dalam beberapa pekan setelah pemasangan. Otak bukanlah organ yang statis. Otak bergerak sekitar 100 mikrometer pada setiap siklus jantung dan bergeser mengikuti pernapasan serta gerakan kepala. Elektroda linear tradisional, meski dapat ditekuk, tidak memiliki kelenturan mekanis untuk mengikuti gerakan yang terus-menerus ini. Ketika salah satu ujung elektroda tertambat pada tengkorak dan ujung lainnya pada jaringan otak, setiap gerakan relatif menimbulkan tegangan. Desain konvensional merespons tegangan ini dengan menarik diri dari jaringan, sehingga menyebabkan hilangnya sinyal, respons peradangan, dan terbentuknya jaringan parut di sekitar lokasi implan. Ketidakcocokan mekanis ini menjadi salah satu hambatan paling sulit diatasi dalam menjaga stabilitas BCI invasif untuk jangka panjang. Jaringan parut yang terbentuk, dikenal sebagai jaringan parut glial, mengisolasi elektroda dari neuron di sekitarnya dan secara bertahap menurunkan kualitas sinyal hingga perangkat pada akhirnya tidak lagi berfungsi.
Arsitektur Spiral
Solusinya berangkat dari pemikiran ulang mendasar terhadap geometri elektroda. Alih-alih menggunakan kawat lurus atau sekadar melengkung, tim merancang elektroda berbentuk struktur spiral ultra-tipis. Inovasi utamanya terletak pada cara perangkat mengelola tegangan mekanis. Saat otak bergerak, struktur spiral mengubah gaya tarik menjadi deformasi tekuk berenergi rendah, sehingga elektroda menekuk dan melingkar alih-alih tertarik menjauh. Pilihan arsitektur ini secara drastis mengurangi gaya yang dibutuhkan untuk mengikuti gerakan. Menurut Fang, meregangkan elektroda linear konvensional sejauh 100 mikrometer membutuhkan gaya sekitar 4 milinewton. Desain baru yang dapat meregang hanya membutuhkan 37 mikronewton, sekitar seperseratus dari gaya tersebut. Pengurangan tegangan mekanis ini secara langsung mengurangi kerusakan jaringan dan respons imun di lokasi implan.
Elektroda ini dibuat dari film fleksibel ultra-tipis yang memadukan akuisisi sinyal saraf berkapasitas tinggi dengan kelenturan biomekanis. Tim peneliti berhasil menguji susunan elektroda berdensitas tinggi dengan 1.024 kanal pada monyet makaka, menunjukkan kemampuan akuisisi sinyal berskala besar sekaligus stabilitas jangka panjang. Skala ini menyamai spesifikasi utama sistem komersial, dengan integrasi mekanis yang lebih baik terhadap jaringan hidup.
Dari Laboratorium ke Pasien
Terobosan elektroda ini hadir di tengah pesatnya perkembangan BCI invasif di China. Pada Maret 2025, Pusat Keunggulan Ilmu Otak dan Teknologi Intelijen di Akademi Ilmu Pengetahuan China, bekerja sama dengan Rumah Sakit Huashan yang berafiliasi dengan Universitas Fudan, memulai uji klinis BCI invasif pertama pada manusia di China. Uji coba tersebut menjadikan China negara kedua setelah Amerika Serikat yang membawa antarmuka otak-komputer invasif ke tahap klinis. Tim bedah menggunakan sistem navigasi presisi tinggi untuk menempatkan elektroda di korteks motorik dengan akurasi hingga milimeter, sehingga meminimalkan trauma selama prosedur.
Peserta pertama, seorang pria yang kehilangan keempat anggota tubuhnya dalam kecelakaan listrik bertegangan tinggi 13 tahun lalu, menerima implan pada 25 Maret 2025. Setelah menjalani latihan selama dua hingga tiga pekan, ia mampu mengendalikan perangkat elektronik hanya dengan pikirannya, dengan terampil memainkan gim balap dan program catur. Pasien kedua, yang diidentifikasi sebagai Tuan Zhang dan mengalami cedera sumsum tulang belakang tingkat tinggi pada 2022, telah mencapai kemampuan yang lebih menonjol. Setelah menerima implan nirkabel WRS01 pada Juni 2025, ia belajar mengendalikan kursi roda pintar, memberi perintah kepada anjing robot, dan melakukan pekerjaan jarak jauh berbayar untuk memverifikasi produk mesin penjual otomatis. Ia menjadi peserta uji coba BCI pertama yang diketahui berhasil memperoleh penghasilan hanya dengan menggunakan sinyal saraf.
Sudah lebih dari tiga tahun sejak kejadian itu, dan kini akhirnya saya bisa bekerja lagi.
Pasien tersebut menjelaskan bahwa ia bekerja sebagai petugas sortir magang dengan mengendalikan kursor komputer menggunakan pikirannya. Sistem memproses sinyal saraf, menafsirkan niat gerakan, dan menghasilkan perintah kendali dalam hitungan puluhan milidetik, lebih cepat daripada kedipan mata.
Ekosistem BCI China yang Terus Berkembang
Di luar lingkungan riset akademis, pengembangan komersial berlangsung pesat. Zhiran Medical, perusahaan yang didirikan bersama oleh Fang Ying, baru-baru ini memperoleh pendanaan Seri A lebih dari 300 juta yuan untuk memajukan penerapan klinis teknologi BCI invasif. Perusahaan ini mengembangkan sistem nirkabel yang sepenuhnya dapat ditanamkan dan mendukung hingga 1.024 kanal, dengan prosesor seukuran koin yang mengurangi konsumsi daya sebesar 75 persen dibandingkan desain sebelumnya. Perusahaan tersebut telah mendirikan fasilitas manufaktur berstandar klinis di Beijing yang mampu memproduksi elektroda yang dapat meregang dalam skala besar.
Pelaku lain memasuki pasar dengan pendekatan yang saling melengkapi. StairMed Technology mengembangkan elektroda ultra-fleksibel dengan diameter seperseratus rambut manusia, sehingga keberadaannya hampir tidak terasa oleh sel-sel otak. Perusahaan ini berencana melakukan uji coba multisenter dengan 30 hingga 40 peserta dan menargetkan persetujuan pemasaran pada 2028. Sementara itu, Shanghai Brain Tiger Technology telah mendemonstrasikan susunan elektroda fleksibel 256 kanal dengan laju transmisi informasi yang sebanding dengan data yang dipublikasikan Neuralink.
Aktivitas komersial ini didukung kebijakan nasional. China memasukkan pengembangan BCI dalam rekomendasi untuk Rencana Lima Tahun ke-15 yang akan datang. Pada Maret 2025, Administrasi Keamanan Kesehatan Nasional menetapkan tarif khusus untuk pemasangan dan pelepasan BCI invasif, sehingga membentuk infrastruktur regulasi untuk penagihan layanan klinis dan cakupan asuransi.
Persaingan Teknologi Global
Perkembangan ini menempatkan China dalam persaingan langsung dengan perusahaan Amerika Serikat, khususnya Neuralink, dalam upaya mengomersialkan perangkat yang dikendalikan oleh pikiran. Amerika Serikat masih unggul dalam integrasi cip dan produk tingkat sistem, sementara China membangun keunggulan tersendiri dalam material elektroda fleksibel dan teknik bedah minimal invasif. Luas penampang elektroda China berkisar antara seperlima hingga sepertujuh ukuran perangkat Neuralink, dengan fleksibilitas lebih dari 100 kali lipat dibandingkan produk pesaing.
Pendekatan teknis kedua pihak berbeda secara signifikan. Sistem Neuralink yang sepenuhnya invasif mengharuskan sebagian tengkorak diangkat dan susunan elektroda kaku atau semi-kaku ditanamkan, sehingga membawa risiko bedah lebih tinggi. Tim China mengutamakan teknik minimal invasif dengan sayatan kecil pada tengkorak dan probe ultra-fleksibel. Lu Junfeng, ahli bedah saraf di Rumah Sakit Huashan, menjelaskan perbedaan pendekatan BCI dengan analogi olahraga. Perangkat noninvasif ibarat mikrofon di luar stadion yang hanya menangkap suara penonton. Perangkat semi-invasif berada di atas lapangan dan menangkap suara dengan lebih jelas. Perangkat invasif terpasang langsung pada para pemain sehingga dapat mendengar setiap kata dengan sangat jelas.
Sistem China juga memanfaatkan keunggulan negara tersebut dalam infrastruktur telekomunikasi. Sistem WRS01 mencapai latensi ujung ke ujung di bawah 100 milidetik dengan menggunakan protokol komunikasi nirkabel yang dioptimalkan, sehingga kendali terasa alami dan langsung bagi pengguna.
Tantangan Teknis Masih Ada
Meski mengalami kemajuan ini, masih ada hambatan besar sebelum BCI invasif dapat menjadi perawatan medis rutin. Biokompatibilitas jangka panjang tetap menjadi perhatian utama. Meski pengujian jangka pendek menunjukkan respons imun minimal, reaksi otak terhadap benda asing selama bertahun-tahun atau puluhan tahun masih perlu terus diamati. Peneliti juga harus mengatasi tantangan peningkatan perangkat. Tidak seperti perangkat elektronik eksternal, sistem yang ditanamkan tidak dapat dengan mudah diganti tanpa operasi tambahan.
Kemajuan teknis ini juga diiringi persoalan etika dan keamanan. BCI invasif menciptakan jalur langsung menuju otak, sehingga menimbulkan kekhawatiran mengenai privasi data saraf dan perlindungan dari akses tanpa izin. Ahli etika medis menekankan perlunya standar ketat terkait autentikasi identitas, enkripsi informasi, dan perlindungan dari penyalahgunaan data otak. Teknologi ini juga memerlukan pemeriksaan psikologis yang cermat karena pasien harus beradaptasi dengan mesin yang menafsirkan pikiran mereka.
Sekilas
- Peneliti China menerbitkan desain elektroda yang dapat meregang di Nature Electronics, mengatasi masalah elektroda tertarik keluar yang menyebabkan 85 persen elektroda dalam uji coba pertama Neuralink pada manusia gagal
- Elektroda berbentuk spiral membutuhkan gaya regang seperseratus dari desain konvensional, sehingga mengurangi kerusakan jaringan dan respons imun
- China memulai uji klinis BCI invasif pertamanya pada Maret 2025, menjadi negara kedua setelah AS yang mencapai tonggak ini
- Pasien telah mampu mengendalikan komputer, kursi roda, dan anjing robot dengan pikiran; seorang peserta bahkan kembali bekerja jarak jauh dengan bayaran
- Sejumlah perusahaan China, termasuk Zhiran Medical dan StairMed, tengah memajukan teknologi menuju persetujuan komersial yang ditargetkan pada 2028
- Teknologi ini dimasukkan dalam Rencana Lima Tahun ke-15 China yang akan datang, dan kode penagihan medis khusus untuk prosedur BCI telah ditetapkan
