Interfaz Cerebro Computador

UNIVERSIDAD DE VALPARAÍSO FACULTAD DE CIENCIAS INGENIERIA CIVIL BIOMEDICA

Interfaz cerebro computador
Introducción
Existen muchos trastornos neurológicos que traen como consecuencia importantes deficiencias motoras en las personas que los padecen. Entre éstos se encuentran la parálisis cerebral, distrofia muscular, esclerosis múltiple, esclerosis lateral amiotrófica o alguna lesión grave -acausa de un accidente u otro- a nivel de la medula espinal. Ésta ultima puede dejar a las personas en estados tan graves como para perder la funcionalidad de todos los músculos que permiten los movimientos voluntarios del cuerpo, incluso perder los movimientos oculares o los que permiten la respiración. Además, al no poder interactuar y comunicarse con el entorno, los afectados no solo se venperjudicados en el sentido de lo físico, o motor, sino también en el aspecto sicológico, que es un punto clave en la rehabilitación o tratamiento de este tipo de enfermedades. En estos casos, en que la información no puede fluir por sus vías normales de difusión, se asoma la idea de que puede haber otro camino que les permita a esas personas comunicarse con el mundo exterior. Esto es lo que se conocecomo interfaz cerebro computador (BCI), por sus siglas en ingles “Brain computer interface”. “Una interfaz cerebro computadora (BCI) es un sistema de comunicación que no depende de las salidas normales del cerebro, tales como vías nerviosas periféricas o músculos”, (Wolpaw et al)1. Este sistema hace uso de las señales electroencefalográficas (EEG), analizándolas en tiempo real y detectando ciertosestados mentales del usuario, los que luego transforma en ordenes. Todo ello sin que la persona ejecute ningún movimiento, solo basta que los imagine. Sin embargo, para lograr el resultado esperado con éxito es necesario que el sujeto pueda generar de forma fiable un cierto patrón de señales EEG, el cual es acorde a sus deseos. Para esto se hace indispensable un entrenamiento adecuado, el cual enalgunas ocasiones puede tomar mucho tiempo en perfeccionar, además de proporcionar algún tipo de retroalimentación que permita conocer su evolución.

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El rango de alternativas y áreas en que se puede explotar esta tecnología es muy grande, siendo lo de mayor importancia para la comunidad científica el desarrollo de dispositivos médicos con fines de rehabilitación o ayuda a los pacientes.En este último se encuentra el manejo de dispositivos eléctricos remotos, como por ejemplo una silla de ruedas, que si bien hoy en día existen las eléctricas en el comercio -que pueden ser usadas perfectamente por una persona parapléjica-, no existen para discapacitados tetrapléjicos, los cuales no poseen movilidad en ninguna de sus extremidades y la única alternativa para ellos, es un sistema queno necesite de instrucciones motoras, como mover un control de dirección para manejarla, o sea, que les permita usar directamente su cerebro para controlarla. Dentro de esta categoría, cabe mencionar también los dispositivos que ayudan a los usuarios que perdieron movilidad en una de sus extremidades, la idea de este dispositivo es usar el mismo principio de BCI, y crear una prótesis ajustable ala extremidad del cuerpo que no posee movilidad, la que es estimulada mediante impulsos eléctricos para realizar la acción que este pensando.

Estado del arte
La BCI es una tecnología de última generación, por lo que los estudios realizados sobre esta área, son más bien recientes (inicios del siglo XX). Sin embargo, los intentos por controlar las cosas con la mente vienen desde la antigüedad. Elsistema nervioso central (SNC), es el encargado de generar y controlar las respuestas fisiológicas en nuestro organismo, esto gracias a la comunicación por conexiones sinápticas entre los billones de neuronas que lo conforman. La comunicación entre las neuronas del sistema nervioso, es de naturaleza eléctrica, por lo que se puede medir mediante una electroencefalografía. En el año 1919, el...