Geintra

En este proyecto se pretende diseñar un interfaz cerebro-computadora para su aplicación por personas con elevados grados de discapacidad. Mediante el análisis de la señal EEG (y de otras señales que pueden influir sobre ésta: ECG, EOG, EMG) se pretenden determinar en qué momentos el usuario se concentra sobre cierta actividad motora; la capacidad de concentración del usuario será potenciada mediante el uso de sistemas de entrenamiento avanzado basado en mundos virtuales. En la fase de análisis de las señales EEG se utilizarán, entre otras, técnicas de transformada de ondículas, separación ciega de señales (ICA), clasificación por redes neuronales, etc.

Ya que el control por parte del futuro usuario del BCI residirá en la capacidad de control de su actividad mental, se requerirá un aprendizaje previo de cómo realizar este control: una fase de entrenamiento. En este proyecto se propone optimizar esta fase realizando diseños que mezclen técnicas clínicas psicológicas con la tecnología de la Realidad Virtual. Se propone también como parámetro adicional para tener en cuenta en el diseño de un entrenamiento eficaz, el estudio del interfaz desde la perspectiva de los Factores Humanos, en concreto, la evaluación de los niveles de fatiga mental o de pérdida de atención que alcanza el sujeto entrenado durante el uso del entrenador diseñado.

El objetivo final del proyecto es conseguir un índice de aciertos cercano al 90% reduciendo al mínimo el número de canales de información.

Interfaces Cerebro-Computador

El desarrollo de un interfaz entre el cerebro humano y un sistema artificial (BCI: Brain-Computer Interface), tal como una computadora, no es un propósito reciente. En los últimos años ha crecido mucho el interés por lograr este objetivo, siendo una de sus aplicaciones más importantes en el campo de la medicina y más concretamente en la rehabilitación, contribuyendo a establecer un canal de comunicación y control para aquellos individuos con importantes deficiencias en sus funciones motoras

Un interfaz cerebro computadora, se basa principalmente en el análisis de las señales electroencefalográficas (EEG) captadas durante algún tipo de actividad mental. La actividad EEG incluye una variedad de diferentes ritmos identificados por su frecuencia, localización y otros aspectos relacionados con la función cerebral que hacen que la señal EEG sea extremadamente compleja, sin embargo Numerosos estudios muestran la capacidad que tienen las personas para controlar algunas características de dicha actividad EEG. Si se consiguiera aprender rápidamente a controlar dichas características, la señal EEG podría presentar una nueva función cerebral; podría convertirse en una nueva señal de salida que permitiera comunicar los deseos de una persona a un componente externo.

Hasta la fecha, la gran mayoría del esfuerzo dedicado a la mejora de sistemas BCI, se centra en la búsqueda de algoritmos de tratamiento de las señales EEG, dejando de lado todo lo relativo al entrenamiento, sin embargo un hecho indiscutible en la descripción de un BCI, es el tiempo necesario para entrenar un sujeto con el fin de que obtenga cierto control sobre sus señales EEG. La importancia de reducir este tiempo, radica no sólo en acelerar el entrenamiento, sino también en procurar mantener la concentración y motivación por parte del sujeto.

Actualmente, el grupo DIANA trabaja en la búsqueda de técnicas que permitan obtener un adecuado y eficaz protocolo de entrenamiento que disminuya el tiempo necesario para que un sujeto obtenga cierto control sobre sus señales EEG. Una de estas técnicas se basa en la realidad virtual la cual no sólo permite sumergirse en un mundo virtual, sino además aislarse del mundo exterior, consiguiendo de esta forma una mayor concentración por parte del sujeto, así como actuar mediante una infinidad de posibilidades y de esta forma incrementar la motivación, siendo esto, uno de los aspectos más importantes para conseguir un adecuado y eficaz entrenamiento para controlar los diferentes ritmos EEG.