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I+D+I
Tecnologías para el entrenamiento mental

Un casco inteligente transforma los deseos en órdenes


La tecnología de interfaz entre cerebro y ordenador es un intérprete de la actividad mental: a través de electrodos, lee las intenciones en un encefalograma y las transforma en comandos de control. Gracias a ella, un equipo liderado por la Universidad de Valladolid ha diseñado un programa de entrenamiento cerebral para ancianos y un mando a distancia mental de aparatos electrónicos.
Redacción 25 de noviembre de 2013 Enviar a un amigo
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 Gemma está sentada frente a una pantalla en la que se ve una puerta cerrada. Mientras un casco en su cabeza hace un encefalograma de su cerebro, esta mujer de 64 años debe imaginar durante cuatro segundos que empuja la puerta con su mano derecha. Si lo hace bien, el software procesará la señal y reconocerá las ondas de su hemisferio izquierdo –el que se activa en este caso–, para que finalmente el monitor la muestre abierta.

“Es cuestión de centrarte”, asegura a SINC Gemma, que ha colaborado de manera voluntaria en los ensayos puestos en marcha en 2011 y cuyos resultados iniciales se han presentado la semana pasada en el Centro de Referencia Estatal de Discapacidad y Dependencia de León, una de las instituciones participantes.

El software de entrenamiento cognitivo para personas mayores es uno de los primeros frutos de esta investigación seleccionada en 2011 en la primera convocatoria de Proyectos Cero en Envejecimiento de la Fundación General CSIC, que financia la Obra Social La Caixa.

“El punto diferencial del proyecto respecto a otras aplicaciones es que capta directamente la señal cerebral”, recalca Roberto Hornero, director del el Grupo de Ingeniería Biomédica (GIB) de la Universidad de Valladolid (UVA), líder del programa.

La tecnología de interfaz cerebro-ordenador (BCI, en sus siglas en inglés), diseñada por Hornero y su equipo, se basa en el registro y procesado de la actividad mental para que un ordenador u otro aparato electrónico realice una tarea.

Los test informáticos que sirven de base a la BCI, diseñados por los neuropsicólogos del centro leonés, van aumentando de dificultad. Todos requieren que el usuario reproduzca tan solo mentalmente el movimiento de una de sus manos.

“Se incrementa el nivel de carga cognitiva con el número de figuras y colores que aparecen”, explica María Dolores del Castillo, directora del Grupo de Bioingeniería Cognitiva del Centro de Automática y Robótica del CSIC. “Hemos necesitado 16 electrodos porque intervienen el córtex occipital, el medial y el prefrontal, no queríamos perdernos nada”.

Inesperadas mejoras en el habla

Además de Gemma, el dispositivo también lo han utilizado otras 62 personas mayores de 60 años vinculadas con el centro de León. “Tenían que ser personas sanas, sin ninguna enfermedad neurológica”, señala María Teresa Gutiérrez Fuentes, directora gerente de la institución.

Los voluntarios se dividieron en dos grupos: 32 de ellos utilizaron la plataforma a lo largo de un entrenamiento cognitivo de cinco semanas, mientras que 31 mantuvieron sus costumbres habituales. A todos se les realizó un test neuropsicológico antes y después para apreciar su evolución. “Hemos comprobado que este tipo de ejercicios da lugar a mejoras en la memoria de trabajo y en otras áreas relacionadas, como es la percepción visual”, expone Hornero.

Los investigadores encontraron cambios en la actividad cerebral de aquellos que habían ejercitado su cerebro. “Observamos modificaciones en el área occipital, que es donde recibimos los estímulos visuales y también en el córtex frontal donde, junto con el hipocampo, se sustenta la memoria de trabajo”, expone del Castillo.

El ejercicio estaba diseñado para que se produjeran estos resultados positivos; sin embargo, también aparecieron efectos en la comunicación oral de los participantes que no estaban en las perspectivas iniciales de los expertos. “La mejora del habla expresiva fue llamativa, porque en principio no había ninguna parte del entrenamiento dedicada a ella”.

Dadas sus posibilidades para, al menos, frenar los efectos degenerativos de la vejez en el cerebro, los investigadores proponen el uso de este tipo de aplicaciones en los centros de día. Hornero señala que “ya existen cascos totalmente inalámbricos” para evitar el abundante cableado, que hace aparatoso su uso.

Por tanto, las próximas mejoras se harán en el hardware. “Colocar el casco debería ser más sencillo y sin utilizar geles”, dice Hornero. En cuanto a su coste, a pesar de que aún es elevado, el investigador de la UVA es optimista: “Estoy convencido de que en tres o cuatro años bajarán los precios. De hecho ya hay equipos de BCI a la venta en internet por unos 500 dólares, pero aún no son muy fiables”.

El cerebro es un mando a distancia

Los ancianos no son los únicos que podrán beneficiarse del ‘lector de mentes’. “Estamos haciendo cosas para gente que, por ejemplo, haya tomado metanfetaminas, o personas que tienen párkinson, niños con parálisis cerebral…”, enumera Del Castillo.

El proyecto de este equipo de científicos tiene una segunda parte enfocada a grandes discapacitados como los que conviven en el centro. “Es una plataforma para control domótico de los equipos típicos que se encuentran en una casa”, explica Hornero. En los ensayos se utilizaron una televisión, un ventilador, un reproductor de DVD, un teléfono, una lámpara, un aparato de música y un aparato de calefacción.

“Todo lo que podemos controlar mediante un mando a distancia lo podemos hacer con la interfaz entre cerebro y ordenador”
Para probar su funcionamiento, un usuario se coloca delante de la pantalla con un casco de ocho electrodos. De entre las diferentes opciones que se iluminan alternativamente, una para cada dispositivo electrónico, debe fijar su vista en la televisión. “Cada vez que se ilumina el icono seleccionado se registra una señal que es detectada por el BCI”, explica Hornero.

En una segunda pantalla, el voluntario selecciona la opción de encendido y, tras unos instantes, la televisión en la sala comienza a funcionar. “Todo lo que podemos controlar mediante un mando a distancia lo podemos hacer con la interfaz entre cerebro y ordenador”, dice Hornero.

Esta tecnología, usada ya por Nintendo en sus videojuegos, puede utilizarse para controlar sillas de ruedas y hasta robots.

El objetivo es que tras la fase de prueba el software pueda utilizarse en centros como el de León, para lo que el equipo de Hornero dispone de plazo hasta finales de 2014.

“Lo bueno es que lo estamos probando en 30 usuarios finales, de manera que te enfrentas a los problemas reales que no te habías planteado inicialmente”, recalca Hornero. Además de este punto positivo, Del Castillo destaca que “es una forma de motivación” para los pacientes.

Tras la presentación, Gemma sustituye el casco de electrodos por un sombrero negro. Ella no es usuaria del centro, pero acudió a los especialistas por su marido. “Tú piensas en el beneficio que esto puede tener y no lo dudas”, asegura. “Por eso yo colaboro en todo lo que me pidan”. Según esta voluntaria convencida, es necesario estimular a la gente. “Cada vez somos una población más envejecida, hay que sensibilizar para que crezcan las ayudas a la dependencia y se hagan más proyectos como este”.

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