Suprijanto
Penelitian ini merupakan penelitian lintas disiplin ilmu (Biologi, Teknik Fisika, dan Kedokteran) yang terkait dengan pengembangan ilmu neurosains dan pengembangan teknologi instrumentasi medik yang ditujukan untuk menilai atau mengevaluasi pasien stroke. Pasien stroke, cedera otot, cedera saraf tulang belakang, dan cedera otak traumatik memerlukan kegiatan fisioterapi agar pasien tersebut dapat mencapai mobilitas maksimum dalam mengendalikan fungsi otak, saraf, dan otot walaupun dalam kondisi terbatas. Fisioterapi membantu pasien untuk melakukan gerakan aktivitas sehari-hari dengan koordinasi tertentu dan penggunaan energi yang efisien. Latihan fisioterapi dapat menjaga otot-otot pasien yang melemah serta dapat mencegah otot-otot menjadi kaku, mempertahankan rentang gerak, menguatkan koordinasi otot-otot, dan menjaga sirkulasi melalui gerakan otot yang aktif. Seorang ahli fisioterapi dapat memperkirakan kondisi fisik pasien dan dapat membantu melakukan latihan yang dibutuhkan. Latihan gerakan yang repetitif diyakini dapat memacu konstruksi hubungan antara fungsi otak, fungsi syaraf, dan fungsi otot. Pada saat ini, seorang ahli fisioterapi akan memberikan latihan repetitif pada bagian anggota tubuh yang mengalami masalah kemampuan geraknnya, baik dengan menggunakan alat bantu maupun hanya gerakkan ringan pada anggota tubuh dengan arahan dari fisioterapis. Perkembangan pasien yang melakukan terapi harus berdasarkan respon langsung dari pasien dan pengamatan secara berkala dan akurat dari fisioterapi. Perkembangan teknologi instrumentasi medik memungkinkan untuk melakukan klasifikasi sinyal bio-elektrik untuk umpan balik proses fisioterapi. Sinyal bio-elektrik yang akan digunakan sebagai umpan balik memungkinkan diukur pada bagian otak (Electroenchepalogram-EEG) khususnya pada bagian yang terkait dengan aktivitas motorik serta respons sinyal listrik yang diukur pada bagian otot (Electromyogram-EMG) terkait anggota tubuh yang sedang dilakukan fisioterapi. Penelitian sebelumnya terkait evaluasi pengaruh gerakan repetitif terhadap aktivitas gelombang otak di area kognitif, motorik, dan visual menunjukkan bahwa gerakan repetitif di awal dapat meningkatkan atensi, namun beberapa menit kemudian, atensi menurun [1]. Selain itu, penelitian lain yang mencoba melakukan pengukuran sinyal EMG dan EEG secara simultan untuk gerakan repetitif menggenggam juga menunjukkan hasil yang sejalan bahwa penurunan aktivitas otot yang terekam oleh EMG akibat gerakan repetitif mengakibatkan penurunan atensi [2]. Penelitian ini dimaksudkan untuk mengembangkan sistem evaluasi sinyal EEG dan EMG terkait proses latihan gerakan repetitif oleh pasien, khususnya yang berhubungan dengan pola tingkat atensi untuk melakukan latihan fungsi motorik yang dikaitkan tingkat kelelahan dari beban otot yang dilakukan secara simultan. Sebagai studi kasus, jenis latihan repetitif pada jari-jari tangan dengan menggunakan beban pegas yang dapat diatur kekakuannya. Sinyal EEG akan diukur pada daerah terkait motorik di otot, yaitu pada lobus central, parietal, dan frontal. Pola dari gelombang mu, alfa dan beta dari sinyal EEG akan digunakan untuk menentukan perubahan tingkat atensi selama latihan repetitif dilakukan. Secara bersamaan, rekaman sinyal listrik otok dengan EMG akan difokuskan pada otot yang berperan pada pergerakkan jari-jari tangan. Pola dari sinyal EMG akan dilakukan ekstraksi untuk menentukan pola aktivitas maksimum beban otot sampai dengan batas tingkat kelelahan maksimum yang mungkin dilakukan. Alat yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah perangkat OpenBCI yang memungkinkan pengukuran EEG dan EMG secara bersamaan. Oleh karena itu, penelitian ini selain bertujuan untuk mengetahui penilaian gelombang otak dan otot secara simultan juga bermaksud untuk mengembangkan sistem OpenBCI yang memungkinkan pengukuran EEG dan EMG dalam satu perangkat. Berdasarkan pola atensi dari sinyal EEG, pola dari sinyal EMG terhadap kondisi kelelahan, variasi beban pada perangkat fisioterapi, kondisi naracoba, durasi serta sesi latihan, akan dikembangkan model yang dapat memberikan data proses fisioterapis yang lebih akurat untuk memberikan dampak recovery pasien yang lebih baik dan umpan balik langsung pada pasien agar dapat menjaga tingkat atensi latihan yang baik serta memaksimumkan kemampuan otak selama latihan dan juga umpan balik untuk fisioterapis dalam memberikan analisis mengenai kemajuan perbaikan pada pasien.