Rahasia Mata Lalat Sebagai Sumber Teknologi Baru Kedokteran!!

Sebuah perangkat optik murah yang terilhami rancangan pada mata lalat membuka pintu bagi pengembangan peralatan-peralatan pencitraan baru di dunia kedokteran (medical imaging device). Manfaat dari penggunaan perangkat pencitraan magnetis dalam pemeriksaan dan pengobatan di dunia kedokteran tidaklah diragukan. Para ilmuwan Israel kini tengah mengembangkan perangkat baru di bidang ini. Mereka berharap bahwa alat ini, yang masih dalam tahap pengembangan, akan memberikan lebih banyak keuntungan daripada yang ada sekarang. Keuntungan ini adalah biaya yang lebih murah daripada teknologi pencitraan yang digunakan pada perangkat-perangkat yang sudah ada. Oleh karenanya, jika rencana ini telah menjadi kenyataan, masyarakat akan mendapat kesempatan untuk diperiksa kesehatannya menggunakan alat pencitraan [scan] ini dengan lebih sering.

Mahalnya perangkat pencitraan resonansi magnetis [Magnetic Resonance Imaging - MRI] atau pemeriksaan dini kanker dengan menggunakan sinar-X yang bisa membahayakan, dijelaskan sebagai berikut:

Agar cahaya dapat dimanfaatkan dalam pencitraan di bidang kedokteran, foton (partikel cahaya) berjumlah sedikit yang dipancarkan obyek [bagian tubuh] yang sedang dicitrakan haruslah dapat dikenali. Hal ini merupakan sebuah kendala yang dimiliki alat-alat yang sudah ada. Jaringan tubuh yang menutupi obyek yang sedang dicitrakan menyebabkan terbentuknya pengotor pada gambar dengan mengaburkan cahaya. Dalam cara-cara yang diterapkan sekarang, permasalahan ini diatasi dengan menggunakan kamera-kamera mahal yang dilengkapi shutter [katup] khusus yang menyaring “pengotor” yang disebabkan oleh cahaya yang dihamburkan oleh jaringan tubuh tersebut. Hal ini memperbesar biaya.

Peneliti Joseph Rosen dan David Abookasis dari Universitas Ben-Gurion di Israel kini telah menemukan sebuah cara baru. Para ilmuwan mengumpulkan sejumlah gambar dari obyek yang sedang dicitrakan dan menggabungkan gambar-gambar ini sedemikian rupa untuk menghasilkan satu gambar bagus dari obyek tersebut. Jadi, mereka mendapatkan sebuah gambar hasil rata-rata dari gambar-gambar tersebut, dan cahaya yang dihamburkan oleh jaringan tubuh, yakni “pengotor” pada gambar, dapat dihilangkan. Penggabungan ini merupakan sebuah pemecahan masalah nyata terhadap permasalahan-permasalahan yang ditemukan pada peralatan-peralatan yang sudah ada. Akan tetapi, rancangan yang menjadi ilham dari pemecahan masalah melalui cara penggabungan [gambar] ini bukanlah alat buatan manusia. Dalam mencari pemecahan masalah ini, para ilmuwan tersebut terilhami oleh “mata majemuk” yang digunakan oleh lalat selama ratusan juta tahun. Bahkan, judul yang mereka berikan pada penelitian mereka adalah “Seeing through biological tissues using the fly eye principle” [Melihat Dengan Menembus Jaringan Hidup Berdasarkan Prinsip Mata Lalat].

Mengambil rancangan pada mata lalat sebagai titik awal mereka, para ilmuwan ini mempersiapkan serangkaian mikrolensa yang terdiri dari 132 buah lensa berukuran amat kecil. Untuk menguji gagasan mereka, para peneliti tersebut mengambil dua potong [daging] dada ayam dan menyelipkan sepotong tulang sayap di antara keduanya. Mereka lalu menyoroti salah satu sisi dari daging itu dengan laser berkekuatan cahaya lemah dan meletakkan serangkaian mikrolensa pada sisi yang lainnya. Gambar-gambar yang ditangkap mikrolensa diteruskan ke kamera digital dengan lensa biasa. Komputer lalu menghilangkan sebagian besar dari pengotor yang dihasilkan oleh cahaya yang terhamburkan, sehingga menghasilkan sebuah gambar yang lebih jelas dari tulang sayap yang tertutupi [dada ayam].

“Mikrolensa yang lebih banyak dan penyempurnaan-penyempurnaan lain seharusnya dapat meningkatkan ketajaman gambar,’ kata Rosen. ‘Dengan pendanaan untuk mengembangkannya lebih lanjut, perangkat kami mungkin dalam waktu setahun dapat melihat tulang-tulang di dalam telapak tangan, atau akar sepotong gigi.’”

Rosen menyatakan bahwa peralatan ini, yang bekerja berdasarkan prinsip mata lalat, begitu menjanjikan, dan memunculkan kabar gembira bahwa dengan penggunaan alat ini, endoskop yang tidak nyaman atau “kamera pil” yang harus ditelan dalam pencitraan perut (abdomen scans) akan menjadi peninggalan masa lalu

Rancangan Mata Lalat

Seekor lalat yang bergerak melintasi udara sungguh luar biasa lincah. Lalat dapat mengubah arah terbangnya dalam sekejap ketika mengetahui adanya gerakan sangat lemah yang diarahkan kepadanya. Lalat dapat memilih untuk mendarat pada lantai, dinding atau langit-langit sebuah ruangan. Kenyataan bahwa lalat memiliki sebuah perangkat penglihatan amat hebat sangatlah penting dalam hal ini. Penelitian lebih dekat pada lalat dengan segera memunculkan penjelasan tentang sebab ketangkasan [terbang] ini. Mata lalat memiliki rancangan yang dikenal sebagai “mata majemuk” dan yang memungkinkannya melihat melalui lensa [mata] yang berjumlah banyak dan pada sudut pandang yang lebar.

Sebuah mata majemuk lalat tersusun atas satuan optik berjumlah sangat banyak, masing-masing dengan lensa optiknya sendiri, dan menghasilkan sejumlah besar gambar. Rangkaian saraf dari setiap satuan optik mengambil hasil rata-rata dari gambar yang ada, sehingga dihasilkanlah sebuah bayangan gambar yang lebih jelas daripada latar belakang yang dipenuhi pengotor. Mata lalat dapat mengindra getaran cahaya 330 kali per detik. Ditinjau dari sisi ini, mata lalat enam kali lebih peka daripada mata manusia.(3) Pada saat yang sama, mata lalat juga dapat mengindra frekuensi-frekuensi ultraviolet pada spektrum cahaya yang tidak terlihat oleh kita. Perangkat ini memudahkan lalat untuk menghidar dari musuhnya, terutama di lingkungan gelap.

Mata majemuk lalat merupakan alat tubuh terpenting yang memainkan peran dalam sistem penglihatan, sebuah fungsi teramat penting dalam kelangsungan hidup binatang tersebut. Ketika alat tubuh ini diteliti, akan kita saksikan lensa-lensa, yang secara khusus menghamburkan cahaya, membentuk permukaan cekung yang memberikan ruang penglihatan yang luas dan memusatkan bayangan [gambar yang terbentuk] pada satu titik pusat. Sisi-sisi satuan optik [optical unit] pada permukaan tersebut berbentuk segienam (heksagonal). Berkat bentuk segienam ini, satuan-satuan optik itu satu sama lain terpasang rapat. Dengan cara ini, celah-celah kosong yang tidak diinginkan — yang muncul jika bentuk geometris lain digunakan — tidaklah terbentuk; dengan demikian penggunaan paling menguntungkan dari luasan yang ada telah diterapkan. Meskipun berkas-berkas cahaya yang berasal dari sejumlah besar lensa diperkirakan akan menghasilkan sebuah bayangan gambar yang kacau, ini tidak pernah terjadi, dan lalat dapat melihat sebuah ruang penglihatan yang luas dalam satu bayangan gambar.

Terdapat rancangan unggul pada mata lalat. Prinsip teknik ini, yang telah digunakan oleh manusia sejak beberapa ratus tahun lalu, telah ada pada lalat selama sekitar 390 juta tahun. Pengkajian yang lebih umum pada sejarah alam kehidupan menunjukkan bahwa rancangan mata majemuk (pada trilobita zaman Kambrium) berasal sejak kurang lebih 530 juta tahun yang lalu.

Arsitek Mungil Dan Mempesona Di Alam!!

Binatang-binatang di alam sungguh menarik perhatian kita, terutama struktur tubuh mereka. Misalnya, cheetah memiliki sistem rangka dan sistem otot yang sempurna untuk berlari; elang memiliki desain aerodinamis paling unggul di dunia; dan lumba-lumba memiliki kulit serta tubuh yang diciptakan secara khusus, sehingga dapat berenang dan menyelam di air dengan sempurna. Tapi, memiliki tubuh yang sempurna belumlah cukup. Sebab pada saat yang sama, binatang harus mengetahui bagaimana meng-gunakan bagian-bagian tubuhnya tersebut. Misalnya, sayap seekor burung hanya bermanfaat jika burung berhasil terbang, meluncur dan mendarat dengan sayapnya.

Berbagai satwa memperlihatkan keahlian mereka sejak saat mereka dilahirkan. Sebagai contoh, hanya perlu waktu setengah jam saja bagi bayi rusa yang baru lahir untuk berdiri dan berlari; bayi kura-kura yang sebelum menetas ditimbun dalam pasir oleh induk betinanya tahu, bahwa mereka harus memecah cangkang telur mereka dan bergerak ke permukaan pasir. Bahkan, mereka telah diajari bahwa segera setelah muncul di permukaan pasir, mereka harus mencapai lautan. Seolah-olah, semua binatang muncul di dunia ini dalam keadaan telah terlatih dengan baik.

Contoh paling menakjubkan dari ketrampilan mengagumkan yang dimiliki binatang adalah rumah yang mereka bangun sendiri dengan sangat ahli. Ketika kita memperhatikan arsitek-arsitek lain di alam, kita dapat dengan jelas melihat bahwa tiap-tiap mereka adalah keajaiban penciptaan. Marilah kita pelajari sebagian kecil saja dari ribuan contoh yang ada.

1. Si buta pembuat “gedung pencakar langit”
Rayap adalah serangga kecil yang menye-rupai semut. Mereka hidup berkoloni dan membangun sarang raksasa untuk diri mereka sendiri. Satuan terkecil pembangun sarang tersebut adalah bata-bata mungil yang terbuat dari tanah, yang dibuat rayap-rayap pekerja dengan mencampurkan air liur mereka sebagai bahan perekat. Ukuran sarang rayap kadang dapat mencapai tiga sampai empat meter. Arsitektur sarang yang menyerupai bangunan pencakar langit raksasa bila dibandingkan dengan ukuran tubuh rayap itu sendiri, sungguh sangat menakjubkan.

Bagian dalam sarang rayap dipenuhi dengan lorong-lorong sempit. Di bagian dalam lorong-lorong tersebut, terdapat sekitar satu setengah juta rayap yang bekerja bersama dengan keharmonisan yang luar biasa. Ketika kita mengamati penampang melintang sebuah sarang rayap, kita akan menemukan sebuah bilik khusus untuk ratu, sejumlah areal pertanian, gudang-gudang penyimpan dan lorong-lorong pengatur kondisi udara.

Rayap melakukan pekerjaan pembangunan dan perbaikan sarang. Selain itu, mereka juga senantiasa siap menghadapi musuh yang mungkin datang, serta bercocok tanam dalam sarang mereka dengan menanam jamur.

Kelangsungan hidup populasi besar seperti ini tergantung pada kondisi terpenting, yaitu kestabilan suhu dalam sarang dan keseim-bangan kadar air. Pemecahan masalah ini benar-benar sempurna. Papan-papan paralel dibuat di areal atap sarang rayap ini. Papan-papan yang terbuat dari lumpur tersebut mampu menyerap kandungan air yang dikeluarkan oleh tubuh rayap. Air ini menguap akibat panas di bagian dalam dan keluar menuju bagian atas melalui celah-celah pengatur kondisi udara pada sarang tersebut. Penguapan ini menurun-kan suhu dalam sarang dan juga menjamin kesinambungan sirkulasi udara. Panel-panel dalam sarang rayap melakukan fungsinya sebagai pengatur kondisi udara secara sempurna tanpa cacat.

Terdapat contoh memukau lainnya tentang pengetahuan konstruksi rayap. Spesies rayap lain, yang hidup di dataran Australia Utara, membuat sarang dengan bentuk menyerupai pisau belati, yakni sangat lebar dengan bagian tepi yang sangat tipis. Rahasia sarang ini terletak pada posisi sudutnya terhadap matahari. Rayap membangun sarangnya dengan sudut tertentu sehingga pada siang hari, ketika matahari berada di puncak ketinggi-an, sangat sedikit permukaan sarang yang terkena sinar matahari. Dengan demikian, panas yang diterima menjadi minimum. Sudut yang sama dipakai pada setiap sarang rayap jenis ini tanpa kesalahan.

Tapi, yang sesungguhnya paling menakjubkan adalah rayap yang mengerjakan semua bangunan megah ini ternyata buta. Jadi, bagaimana makhluk teramat kecil yang tak mampu melihat barang sesentimeter pun di depannya, mampu membangun menara raksasa berdasarkan perhitungan teknik yang rumit? Bagaimana satu setengah juta rayap dalam satu sarang mampu melakukan kerjasama sempurna seperti ini?

Ahli biologi David Attenborough, seorang naturalis terkenal berkebangsaan Inggris, berkomentar tentang pertanyaan ini pada salah satu dokumentasinya:

masing-masing (rayap) pekerja meletakkan adonan lumpur pada suatu tempat tertentu sebagaimana diinginkan oleh sebuah Rancangan Induk. Bagaimana mereka mampu mengerjakan hal tersebut, kita masih belum mengetahuinya.

2. Apartemen bertingkat dari kertas

Makhluk hidup lain yang mengingatkan kita pada lebah madu dengan kemampuan arsitekturalnya adalah lebah liar pembuat kertas. Spesies lebah ini mengunyah kayu dan menggunakannya untuk membuat selulosa, yakni kertas, di dalam mulutnya. Lalu ia menggunakan kertas ini untuk membangun sendiri sarangnya yang melingkar.

Ia membuat kantung-kantung heksagonal-persis seperti pada lebah madu-dari kertas yang ia rekatkan pada bagian dalam atap rumah. Ia menempatkan satu telur pada masing-masing heksagon pada atap rumah. Sekitar tiga minggu kemudian, larva menetas dari telur-telur tersebut. Larva ini menunjukkan kecerdasan yang mengejutkan dengan menutup lubang kantung yang sengaja dibiarkan terbuka oleh induknya. Dengan cara demikian, mereka menghindarkan diri jatuh ke lantai karena beban tubuh mereka. Setelah tumbuh beberapa minggu, mereka muncul dari dalam kantung sebagai lebah liar dewasa.

Lebah muda tersebut memperbesar bangunan yang telah dimulai oleh induk-nya. Pada akhirnya, koloni yang lebih besar muncul. Sarang lebah tersebut kini telah menjadi sebuah blok apartemen bertingkat. Setiap lebah liar yang lahir di sini akan patuh secara penuh pada ilham yang diberikan kepadanya.

3. Rumah dari lumpur

Spesies lebah lainnya dapat membuat lumpur lengket dengan mencam-purkan air liurnya dengan tanah lembab. Ia membuat pot-pot yang sangat seragam dengan menggunakan lumpur yang dibuatnya. Ia membuat bentuk pada lumpur tersebut dengan memutarnya secara terus-menerus.

Ini adalah teknik yang sama sebagaimana yang digunakan manusia dalam pembuatan pot. Ketika pot selesai dibuat, ia tidak lupa untuk memberi leher dan lubang potnya. Ketika segala sesuatunya telah selesai, lebah tersebut memutar pantatnya ke arah mulut pot dan meletakkan telur di dalamnya.

Setelah menambahkan sejumlah bahan makanan ke dalam pot, ia menutup rapat lubang mulut pada pot dan terbang pergi. Larva-larva yang menetas dari telur tersebut akhirnya akan memecah pot dan keluar untuk memulai hidup mereka secara mandiri.