Proyecto BRAINS
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BRAINS. Sistema de interacción cerebral para discapacitados

Resumen del proyecto

Personas afectadas de numerosas enfermedades neurológicas pueden presentar grandes discapacidades motoras. En algunos casos, las deficiencias motoras pueden llegar a ser realmente severas, hasta el extremo de producir la pérdida total de los músculos que controlan los movimientos voluntarios del cuerpo, incluido los movimientos de los ojos y de la propia respiración. Personas que sufren de tales deficiencias pierden cualquier opción de comunicació n con el exterior, siendo la única alternativa posible para ello, la de dotar al cerebro de un nuevo canal no muscular que permita a dichas personas enviar mensajes y órdenes al mundo exterior. El sistema que permite esto último es lo que se conoce como interfaz cerebro-computadora.

Una de las particularidades de este tipo de interfaces es que son capaces de determinar un estado mental a partir de las señales electroencefalográficas (EEG) disponibles, pudiendo de esta forma proveer a un sujeto d e un alfabeto mínimo de comunicación. Para lograr esto con cierto éxito, es necesario que el sujeto pueda generar de forma fiable un mismo patrón electroencefalográfico en función de sus intenciones, siendo necesario un adecuado entrenamiento que en algunos casos puede llegar a prolongarse durante meses, y resultando imprescindible proporcionar algún tipo de retroalimentación (feedback) que le permita conocer su evolución.

Sin lugar a duda los datos científicos demuestran que una interfaz cerebr o-computadora es un sistema que puede mejorar enormemente la calidad de vida de algunos de sus destinatarios – personas que no poseen posibilidad alguna de comunicación con el exterior – siendo esto uno de los objetivos más inmediatos y prioritarios de estas interfaces. Sin embargo, este impedimento puede complicar enormemente el manejo inicial de un sistema BCI, que consta de una fase de aprendizaje o de entrenamiento y otra de control.

La comunidad científica en relación a estos sistemas está llevando a cabo un gran esfuerzo de investigación para desarrollar dos aplicaciones muy concretas. Una que permita a estos pacientes dirigir una silla de ruedas a través del control de sus señales EEG, ofreciéndoles una mayor autonomía en el desplazamiento, y otra que les permita controlar un teclado virtual, ofreciéndoles una opción de comunicación con el mundo exterior.

Existen dos importantes limitaciones en estas aplicaciones. Una de ellas es la necesidad de seguir un extenso entrenamiento c on el fin de obtener cierto control de las señales EEG, lo que puede provocar el abandono de muchos sujetos y desistir en el manejo de estos sistemas. Otra de las limitaciones hace referencia al ancho de banda disponible o tasa binaria, que obliga a escoger los comandos de un teclado virtual a velocidades bastantes reducidas.

En este proyecto, los objetivos planteados pretenden abordar estas dos limitaciones. Por un lado, se pretende aumentar la eficacia en el entrenamiento de los sistemas BCI a través de feedbaks que resulten más atractivos y que proporcionen una mayor motivación a los sujetos y, por otro lado, incrementar el ancho de banda disponible en los sistemas BCI actuales. Para lograr estos objetivos, se aprovecharán las ventajas que proporcionan las técnicas basadas en realidad virtual.

Además, se pretenden obtener dos aplicaciones muy concretas y de gran valía para los principales destinatarios de estos sistemas.

  • Un aplicación que permita a un paciente manejar una silla de ruedas en un entorno seguro y controlado. Actualmente no existe ninguna aplicación de este tipo a pesar de su necesidad. Con esta aplicación se dotaría a estos pacientes de una herramienta valiosísima para practicar en entornos virtuales y que en situaciones reales conllevarían un gran peligro.
  • Un teclado virtual, con un elevado ancho de banda, que permita a un paciente escribir palabras a una velocidad mayor que los teclados virtuales existentes en la actualidad.
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