Gelombang Terahertz (THz) berada di antara wilayah gelombang mikro dan inframerah dalam spektrum elektromagnetik. Teknologi THz telah menunjukkan potensi yang menjanjikan untuk aplikasi biomedis. Eksplorasi efek biologis dari gelombang THz telah muncul sebagai bidang baru yang penting dalam ilmu kehidupan.

Sangat penting untuk mengungkap efek gelombang THz pada sistem biologis yang kompleks guna membangun kerangka pengembangan teknologi THz dan penerapannya di masa depan. Secara khusus, radiasi THz telah terbukti memengaruhi sistem saraf, termasuk struktur membran sel saraf, ekspresi gen, dan tingkat sitokin.

Dalam ulasan ini, kami membahas dampak biologis serta mekanisme kerja gelombang THz terhadap sistem saraf pada tingkat organisme, seluler, dan molekuler. Selain itu, prospek aplikasi teknologi THz dalam ilmu saraf di masa depan juga disoroti dan diusulkan.

Gelombang Terahertz (THz) adalah gelombang elektromagnetik dengan rentang frekuensi 0,1–10 THz (1 THz = 10¹² Hz) dan panjang gelombang 0,03–3 mm (Gambar 1). Karena sistem pembangkitan, transmisi, dan deteksi gelombang THz yang belum matang, pita ini pernah disebut sebagai "THz Gap" dalam spektrum elektromagnetik (Globus, 2016; Smye et al., 2001). Namun, dengan kemajuan pesat dalam metodologi ilmiah di bidang material dan optik sejak tahun 1980-an, celah ini telah terisi, mendorong perkembangan teknologi THz dengan cepat.

Gelombang THz merupakan jenis radiasi baru dengan beberapa keunggulan unik, termasuk sifat kuantum dan elektronik, fitur non-ionisasi, serta kemampuannya untuk dengan mudah diserap oleh air (Kristensen et al., 2010). Gelombang THz menawarkan beberapa manfaat dalam aplikasinya:

1. Deteksi Non-destruktif – Gelombang THz memiliki permeabilitas tinggi terhadap berbagai jenis material, memungkinkan penggunaannya dalam deteksi tanpa merusak objek (Mao et al., 2020).

2. Keamanan Biologis – Fotonnya memiliki energi rendah, sehingga tidak menyebabkan ionisasi atau kerusakan jaringan, menjadikannya ideal untuk mendeteksi tubuh manusia atau sampel biologis secara langsung (Sun et al., 2018).

3. Pencitraan Tumor – THz imaging dapat digunakan untuk mendeteksi tumor karena kandungan air pada jaringan tumor sangat berbeda dibandingkan dengan jaringan normal (Chen et al., 2011; Yamaguchi et al., 2016).

4. Pengukuran Presisi – Koherensi tinggi gelombang THz membantu dalam menentukan indeks bias dan koefisien absorpsi sampel dengan akurat (Han et al., 2018).

Sebagai hasilnya, teknologi THz telah menunjukkan potensi yang menjanjikan untuk diterapkan di berbagai bidang di masa depan, termasuk komunikasi, inspeksi keamanan, dan biomedis (Ghafoor et al., 2020; Son et al., 2019; Tzydynzhapov et al., 2020).

Secara lebih spesifik dalam ilmu saraf, teknologi THz telah digunakan sebagai alat untuk membedakan tumor otak jinak dan ganas (Ji et al., 2016; Oh et al., 2014; Wu et al., 2019). Dalam dekade terakhir, semakin banyak bukti yang mengungkap dampak fisik radiasi THz terhadap struktur dan fungsi sistem saraf, serta memprediksi prospek yang menjanjikan bagi penelitian ilmu saraf dan praktik klinis neurologi. Dalam ulasan ini, kami merangkum mekanisme biologis singkat dari radiasi THz serta menyoroti kemajuan terbaru dalam penelitian mengenai dampak biologis gelombang THz pada sistem saraf. Selain itu, aplikasi teknologi THz dalam ilmu saraf juga akan dibahas lebih lanjut.

>>> LINK JURNAL <<<