Bahkan tindakan menelan yang biasa saja membutuhkan tarian yang terkoordinasi dengan baik dari lebih dari 30 otot mulut. Hilangnya fungsi salah satunya, karena penyakit atau cedera, bisa sangat melemahkan. Bagi orang-orang ini, stimulasi saraf menawarkan secercah harapan untuk mendapatkan kembali sebagian dari fungsi mulut mereka yang hilang.
Dalam sebuah studi baru, para peneliti di Texas A&M University telah menggambarkan ukuran minimum arus listrik yang diperlukan untuk memberikan sensasi di berbagai bagian mulut. Para peneliti mengatakan penelitian mereka adalah langkah pertama tetapi penting untuk membangun implan stimulasi listrik yang dapat mengembalikan fungsi intraoral penting yang hilang karena kerusakan saraf atau otak.
Hasil penelitian ini dipublikasikan dalam jurnal Institute of Electric and Electronics Engineers (IEEE) Transactions on Biomedical Engineering .
Banyak fungsi tubuh yang penting dikoordinasikan oleh sistem saraf melalui loop umpan balik sensorimotor. Seperti namanya, sirkuit saraf ini melibatkan otak yang menafsirkan sinyal yang masuk dari saraf sensorik dan kemudian memerintahkan saraf motorik untuk melakukan gerakan tertentu. Jadi, misalnya, loop sensorimotor memainkan peran penting dalam fungsi sukarela, seperti berjalan atau memegang suatu objek, dan gerakan tak sadar, seperti bersin atau berkedip.
Di dalam mulut, juga disebut sebagai rongga intraoral, terdapat banyak suplai saraf sensorik dan motorik. Secara khusus, saraf sensorimotor di langit-langit lunak dan lidah mengkoordinasikan beberapa gerakan intraoral yang berhubungan dengan menelan, berbicara dan bernafas. Jadi, kerusakan pada serabut saraf sensorik atau motorik karena neurotrauma atau penyakit dapat mengganggu fungsi penting ini, mengurangi kualitas hidup mereka yang menderita.
Stimulasi saraf listrik dapat membantu merangsang saraf ke dalam tindakan, seperti bagaimana alat pacu jantung dapat merangsang saraf di jantung secara elektrik, menyebabkan otot jantung berkontraksi. Tapi tidak seperti alat pacu jantung, rincian frekuensi dan amplitudo arus listrik yang dibutuhkan untuk stimulasi yang tepat dari berbagai bagian mulut belum diselidiki.
“Stimulasi listrik dapat memodulasi arus saraf atau potensial aksi, yang merupakan cara komunikasi dari dan ke otak,” kata Dr. Hangue Park, asisten profesor di Departemen Teknik Elektro dan Komputer. “Jadi, stimulasi listrik harus diterapkan dengan hati-hati, karena jika tidak, itu dapat menyebabkan efek yang tidak diinginkan, atau mungkin tidak merangsang sama sekali.”
Untuk menyelidiki arus stimulasi minimum yang dibutuhkan, Park dan timnya memasukkan elektroda logam kecil ke dalam penahan gigi standar. Elektroda ini ditempatkan pada subjek untuk merangsang langit-langit lunak atau sisi dan ujung lidah, yang menerima suplai saraf sensorik yang kaya. Untuk masing-masing lokasi ini, para peneliti perlahan mengubah amplitudo arus stimulasi, menjaga frekuensi tetap. Kemudian, subjek diminta untuk melaporkan kapan mereka baru mulai merasakan sensasi dan kapan sensasi itu tidak nyaman. Selanjutnya, mereka mengulangi percobaan yang sama untuk frekuensi arus yang lebih tinggi.
Setelah mengumpulkan data mereka, tim menentukan persepsi rata-rata dan ambang ketidaknyamanan untuk lidah dan langit-langit lunak. Selain itu, mereka menghasilkan sirkuit ekivalen rongga intraoral untuk menduplikasi sifat listrik dari daerah itu. Sirkuit ini, kata para peneliti, dapat membantu mempelajari lebih lanjut efek stimulasi listrik secara offline tanpa memerlukan subjek manusia.
Para peneliti mencatat bahwa langkah mereka selanjutnya adalah merangsang secara elektrik daerah intraoral dan menyelidiki bagaimana simulasi ini mengubah perilaku mengunyah, menelan, dan lainnya.
“Sistem sensorimotor bisa sangat rentan terhadap kerusakan akibat cacat saraf, penuaan dan penyakit neurodegeneratif,” kata Park. “Dalam studi ini, kami telah mulai meletakkan dasar untuk merangsang bagian mulut secara elektrik yang mengontrol gerakan tidak sadar dan sukarela. Pekerjaan kami adalah studi mani dan penting agar kami dapat, dalam waktu dekat, membantu orang-orang yang menghadapi masalah ini. tantangan besar melakukan tugas sehari-hari yang kita anggap remeh.”
