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martes, 23 diciembre 2014
04:37
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La Razón

Mover objetos con la mente

  • En la actualidad se sientan las bases tecnológicas que permitirán a personas con deficiencias neuromusculares disfrutar de un alto grado de autonomía, gracias al aprovechamiento de las ondas cerebrales para mover sillas de ruedas o mandar órdenes a distancia a un robot.

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Millones de veces uno ha imaginado lo fácil y sencillo que sería todo si existiese algún sistema que tradujera el pensamiento en acciones sin necesidad de mover ni un dedo. Sin embargo, para muchos discapacitados sería un sueño hecho realidad, recuperar esa autonomía que algún día un accidente de tráfico o una enfermedad les robó. Quizás ese deseo no se encuentre tan lejos de materializarse a corto plazo, y en una década comience a abandonar los laboratorios y las escuelas de ingeniería y llegue a quienes más lo necesitan.
Conseguir desplazar una silla de ruedas sin chocar con nada o mover un robot a distancia sólo con la mente ya es una realidad, aunque tan sólo se encuentre en las salas de pruebas de los ingenieros y neurofisiólogos. Sin embargo, ¿cómo es posible esto? Aunque suene a película de ciencia ficción, y cuando se mencione a más de uno le de la risa tonta, mover objetos con la mente ya constituye un hecho tangible del que se podrán beneficiar todos aquellos pacientes con deficiencias neuromusculares que cumplan una serie de requisitos.

Últimos avances
En este sentido, el Grupo de Robótica del Instituto de Investigación en Ingeniería en Aragón (I3A) y de la Universidad de Zaragoza, ha desarrollado una tecnología, la teleoperación, que, por primera vez, permite mover máquinas con la mente a larga distancia y en tiempo real usando técnicas no invasivas para captar la actividad cerebral. El equipo, dirigido por el profesor Javier Mínguez, consiguió el pasado fin de semana mover con la mente y desde Japón un robot ubicado en el Centro Politécnico Superior (CPS) de la capital aragonesa. «Este hecho ha sido pionero en el mundo y nos ha ayudado a sentar las bases de este proyecto que aún es un prototipo sobre el que debemos trabajar», explica Mínguez. Así, el ingeniero Carlos Escolano, que se encontraba en Osaka sentado frente a un ordenador, en el que podía ver el aula del laboratorio del CPS, ha logrado, tras fijar su pensamiento en un punto concreto, mover el robot que se encontraba en la sala.
La teleoperación utiliza la tecnología BCI (brain-computer interface), una interfaz cerebro-ordenador que recoge la actividad cerebral del usuario y la envía a un ordenador que la descifra para, después, reenviarla por medio de internet a otro puesto informático que se encarga de traducirla en los movimientos del robot. «Se trata de una técnica no invasiva basada en un sistema de electroencefalografía que consiste en colocar un gorro y determinados electrodos en el cuero cabelludo del usuario para obtener la actividad eléctrica», apunta Mínguez. Además, para conseguir dichas señales, los investigadores han creado un sistema de estimulación visual que trabaja sobre las zonas del espacio representadas en la pantalla del ordenador que reproduce la secuencia emitida por el robot y sobre la que se concentra la persona.
«El hecho de que la técnica no sea invasiva y que se base en un sistema electroencefalográfico son dos de sus novedades más importantes», ha manifestado el director del proyecto. En este sentido, hay que subrayar la ausencia total de riesgo sobre el usuario-paciente, «ya que hasta ahora lo que se había conseguido era a través de implantes que requerían una intervención quirúrgica, que no era posible en todos los casos», añade Mínguez. Por ello, este sistema supone un gran avance, ya que hasta ahora, ha destacado, los resultados logrados en este campo se habían hecho con primates a los que se les introducen electrodos en la cabeza, como el que vio la luz en la revista «Nature». En esa ocasión, un equipo de la Universidad de Pittsburgh (EE UU) hizo recuperar la movilidad de un brazo.

Aprovechar los recursos
Tanto en este proyecto como en otros anteriores del equipo de Mínguez, como la silla de ruedas guiada por la mente, se han empleado instrumentos «que se encuentran en la mayoría de los centros sanitarios, como la electroencefalografía, que registra los procesos cerebrales y permite identificar los patrones de las ondas cerebrales que utilizamos», explica Mínguez. Éste es un método bien estudiado y no requiere de un equipamiento muy sofisticado: es suficiente un gorro con electrodos, un amplificador que recibe la información de éstos y la transfiere a un ordenador.
El usuario se concentra en un punto concreto del espacio y esta concentración genera unos patrones de actividad cerebral que son registrados por el sistema de electroencefalografía. En este punto, José Ramón Valdizán, jefe del Servicio de Neurofisiología del Hospital Miguel Servet de Zaragoza, subraya la importancia del entrenamiento de los sujetos. «No se trata de colocarse el casco con los electrodos y dejar que el sistema funcione. El usuario ha de aprender a concentrarse en lo que se precisa; no es difícil, sólo requiere un mínimo de entrenamiento», manifiesta Valdizán.
La señal eléctrica que genera el usuario es filtrada, procesada, y por medio de un sofisticado sistema de aprendizaje y reconocimiento de patrones se obtiene la zona del espacio en la que el usuario está pensando. A continuación, esta zona se transfiere a la tecnología de navegación a bordo de la silla o del robot, que genera de forma autónoma el movimiento hasta esa posición del espacio, mientras se evitan las colisiones con los obstáculos estáticos o dinámicos detectados por su sensor  láser. Como resultado, la silla o el robot alcanzan la posición en la que el usuario está concentrado y el proceso comienza de nuevo.
Además de estos pioneros avances, hace unos años se consiguió devolver la movilidad a una soldado norteamericana, Claude Mitchel, gracias a la colocación de una prótesis que controlaba con su mente. Tras este «milagro» científico se encontraba el equipo de Todd Kuiken, que dirigió el proyecto en el Instituto de Chicago (EE UU). El brazo lo movía sólo con sus pensamientos, para lo que necesitó un periodo de adiestramiento tras el cual puede coger cosas y realizar trabajos como si tuviera un brazo normal.
Por otro lado, una empresa norteamericana, Cybernetics, trabaja en la configuración de trajes para pacientes tetrapléjicos. El equipo de investigadores dirigido por el fundador de la compañía y neurocientífico de la Universidad de Brown, John Donoghue, busca a través de sus proyectos soluciones a los pacientes con este tipo de minusvalías. Este significativo avance fue recogido por la revista «Nature» en 2006. En el mismo se daba a conocer el caso de un paciente con lesión de la médula espinal que podía producir señales del cerebro asociadas a mover sus miembros paralizados, ya que las señales eran recogidas por un sensor implantado y traducidas a los impulsos electrónicos que permitieron que controlara un cursor de la computadora y que manipulara los dispositivos mecánicos.
A este respecto, Valdizán señala que «este tipo de proyectos, que pueden suponer pequeños avances para la sociedad general, son en realidad grandes pasos para la comunidad de pacientes, que los acoge con ilusión y esperanza».

A los necesitados
En cuanto al beneficio social, éste se encuadra en el marco de la ingeniería de rehabilitación, siendo los beneficiarios de esta contribución personas con patologías que derivan en la pérdida total del control de todos los músculos de su cuerpo (por ejemplo la esclerosis lateral amiotrófica ) dejando como única posibilidad de comunicación con el exterior su propio pensamiento.
«Con este proyecto, pretendemos ofrecer aplicaciones en el campo de la salud. Por ejemplo, dotar de autonomía a personas que carecen de ella. Poder mandar un robot a la compra o salir simplemente de casa, aunque sea a través de las imágenes que capta otro», manifiesta Mínguez. Claro que, en este caso, las imágenes las elegiría el propio interesado y no sería como ver postales que le traen a uno de recuerdo.
Mientras el actual futuro de ciencia ficción toma forma real, este tipo de «inventos» sirven para poner de manifiesto la voluntad del hombre por mejorar pese a las dificultades que se le presenten, muchas de ellas en forma de enfermedades que le discapacitan físicamente.
 

 

También en los videojuegos
Sin mandos ni cables. El futuro de las consolas se plantea usar cascos que transmitan las sensaciones y las órdenes del usuario al juego.

Para muchos supone el último paso en materia de ocio. En la última edición de Siggraph –en agosto de 2008–, uno de los eventos más importantes dedicado a las técnicas interactivas, dos empresas NeuroSky y Emotiv Systems mostraron a los más curiosos «cascos multimedia», que eliminaba cables y botones de los mandos. El sistema empleaba las ondas cerebrales del jugador recogidas por electrodos, que convertían las señales en movimientos y, en ocasiones, en expresiones faciales en los personajes del videojuego.
La empresa Emotiv Systems ya había presentado meses antes el «braincontroller», un dispositivo que, a través de una serie de electrodos que mide la actividad del cerebro, un programa informático lo procesa y crea un patrón de respuestas. Además, lo transmite, de forma inhalámbrica al ordenador para que éste ejecute las órdenes.

Pese a lo prometedor de todo ello, habrá que esperar un tiempo a que toda esta realidad, propia de la ciencia ficción, se materialice y llegue a estar al alcance del ciudadano de a pie. Primero, porque su comercialización tardará unos años. Y segundo, por el precio al que en un principio piensan sacar al mercado los nuevos «mandos» de las consolas: alrededor de unos 200 euros, poco apropiado en tiempo de crisis.
 

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