La tecnología
Interfaz Cerebro Ordenador o BCI se define como un sistema de comunicación que
utiliza las ondas electrofisiológicas que emite el cerebro como señales de
salida en un individuo para luego ser leídas, ampliadas, codificadas e
interpretadas por un ordenador, computadora o medio de procesamiento. Wolpaw
[1] menciona que con el sistema se puede
llegar a transformar las señales electrofisiológicas del cerebro en
productos que permitan comunicar y
realizar la intensión o deseo de un usuario. Estas intenciones se pueden
comunicar a través de respuestas simples, mensajes, órdenes que controlen
aparatos, procesen palabras y expresen frases. Un diagrama que ejemplifica lo
anteriormente descrito es el siguiente:
Como se
observa en la imagen, todo el sistema depende del fenómeno neurológico que se
da en los usuarios, que a través de sensores (electrodos) adquieren las señales
necesarias y son amplificadas, procesadas
e interpretadas, clasificadas y almacenadas en un ordenador
para su posterior configuración y aplicabilidad deseada por medio de un(s)
dispositivos() y entorno(s) preciso(s).
Debido a que el
sistema inicia con la captación de información cerebral, las técnicas de
recepción de dicha información para un BCI se dividen en dos: invasivas, las
cuales constan de la utilización de electrodos implantados o profundos; y no
invasivas, que constan de electrodos superficiales que se sitúan en distinto
lugares de la cabeza [2]. Es de aclarar que no todos los tipos de señales que emite el
cerebro pueden ser tomados por el Sistema de interfaz cerebro ordenador (BCI). Según Wolpaw [3], 5 son las señales del
cerebro que alcanzan a ser procesadas por un BCI, y se designan de la siguiente
manera:
- Potenciales visuales evocadas (PVE),
- Potenciales corticales Lentos (PCL),
- Actividad neuronal cortical (ANC),
- Ritmos β y µ, y
- Potenciales relacionados a eventos (PRE).
ESTUDIOS
Para el tema del
BCI, actualmente los estudios están enfocados en dos campos. Una primera que
está orientada hacia el estudio de nuevas formas de captar y procesar
eficazmente la información
electrofisiológica de los usuarios, dado los inconvenientes que se tiene por la
baja relación señal - ruido de los registros obtenidos en la captación de
señales [4], es decir a lo sucia que llega la información por
interferencias. La mayor parte de estos
estudios están enfocados a la utilización de EEG (electroencefalogramas) como
el mecanismo de comunicación de generación de interfaces, esto debido a la transmisión de señales en
tiempo real y por sus métodos no invasivos del cerebro [ 5, 6] en comparación
con otras técnicas, como tomografía por emisión de positrones y resonancia
magnética funcional.
El otro enfoque
de los estudios, proviene de la interrelación que se le está dando al sistema
BCI con la domótica. Las investigaciones realizadas y experimentos hechos se están
orientando en utilizar las ondas cerebrales como medio para ayudar a la
personas impedidas físicamente a través de dispositivos electromecánicos que
permitan realizar los deseos, reflejos del cerebro. [7,8]. Centros de
investigación científica y Educativos como la Graz University of Tecnology ha
publicado artículos sobre las aplicaciones que se le pueden dar al BCI como
robots, árbol cerebrales y sillas de ruedas [9], y el grupo de Ingeniería
Bioquímica de Valladolid en su página muestra los avances que lleva en el tema
del manejo de electrodomésticos de la casa como DVD, Telefonos, entre otros
[10]. De manera regional, la revista de
Ingeniería Biomédica en coordinación con la Universidad de entre Ríos en
Argentina y la Escuelas de Ingeniería de Antioquia de Colombia publicó un artículo
sobre detección de potenciales evocados relacionados
al sistema BCI[11].
De lo anterior,
es evidente que las energías sobre este tema están encaminadas a mejorar la
calidad de vida de los usuarios, no obstante los pasos que se han dado hasta la
fecha han sido puntuales para dispositivos de manejo, y aún existen vacíos
sobre la transformación de las señales en un lenguaje entendible para las
interfaces y ordenadores.
Videos ilustrativos encontrados en Youtube
BIBLIOGRAFIA
- Wolpaw, J.R., Birbaumer, N., McFarldand, D.J., Pfusrtscheller, G., & Vaughan, T. (2002). Brain-computer interfaces for communications and control. Clinical Neurophysiology, 113, 767-791.
- Santana, D., Ramirez, M., Ostrosky-Solis, F., (2004). Novedades en tecnología de la rehabilitación: Una revisión acerca de la interfaz cerebro-computadora. Revista neurol, 39, 448.
- Wolpaw, J.R., Birbaumer, N., McFarldand, D.J., Pfusrtscheller, G., & Vaughan, T. (2002). Brain-computer interfaces for communications and control. Clinical Neurophysiology, 113, 767-791.
- Grosse-Wentrup, Liefhold, M., Gramann, C., K. Buss, M. Beamforming in Noninvasive Brain-COmputder Interfaces. IEE transactions on Biomedical Engineering. Vol 56, No. 4. April 2009
- Santana, D., Ramirez, M., Ostrosky-Solis, F., (2004). Novedades en tecnología de la rehabilitación: Una revisión acerca de la interfaz cerebro-computadora. Revista neurol, 39, 448.
- McFarland DJ, Lefkowicz AT, Wolpaw KR. Design and operation of an EEG-Based Brain. Computer Interface (BCI) with digital signal process-ing technology. Behav Res Methods instrum computd 1997; 27:337-45.
- Neri, J. Diseño y desarrollo de un Sistema para el Control Mental de prótesis utilizando una interfaz cerebro-computadora (BCI) 2013; 30-31.
- Casadio, M., Ranganathan, R., & Mussa-Ivaldi, F. (2012) The body-machine interface: A new Perpestive on an Old theme, Journal of Motor behavior; 44:6, 419-433.
- R. Leeb, T., Carlson, S., Perdikis, L., Tonin, A., Biasiucci, A., Molina, M., Creatura, E., Hoogerwerf, R., Rupp, A., Al-Khodairy, J. del R. Millan. (2013). Transfering BCI Skills to Successful Applications Controls.
- http://www.gib.tel.uva.es/index.php?option=com_content&view=article&id=14&Itemid=109.
- Peterson, V., Atum, Y., Jauregui, F,. Gareis, I., (2013). Deteccion de potenciales evocados relacionados a eventos en interfaces cerebro- computadora mediante transformada wavelet.