Imagínese jugar un juego de carreras como Mario Kart, usando solo su cerebro para ejecutar la compleja serie de giros en una vuelta.
Esto no es una fantasía de un videojuego, sino un programa real que ingenieros de la Universidad de Texas en Austin han creado como parte de una investigación sobre interfaces cerebro-computadora para ayudar a mejorar las vidas de las personas con discapacidades motoras. Más importante aún, los investigadores incorporaron capacidades de aprendizaje automático con su interfaz cerebro-computadora, convirtiéndola en una solución única para todos.
Por lo general, estos dispositivos requieren una calibración exhaustiva para cada usuario (cada cerebro es diferente, tanto para usuarios sanos como para discapacitados) y eso ha sido un obstáculo importante para la adopción generalizada. Esta nueva solución puede comprender rápidamente las necesidades de un sujeto individual y autocalibrarse mediante la repetición. Eso significa que varios pacientes podrían usar el dispositivo sin necesidad de adaptarlo al individuo.
«Cuando pensamos en esto en un entorno clínico, esta tecnología hará que no necesitemos un equipo especializado para realizar este proceso de calibración, que es largo y tedioso», dijo Satyam Kumar, estudiante de posgrado en el laboratorio de José del R. Millán, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Familia Chandra de la Facultad de Ingeniería Cockrell y del Departamento de Neurología de la Facultad de Medicina de Dell. «Será mucho más rápido pasar de un paciente a otro».
La investigación sobre la interfaz sin calibración se publica en Nexo PNAS.
De izquierda a derecha: Satyam Kumar, Hussein Alawieh y José del R. Millán.
Los sujetos usan una gorra llena de electrodos que está conectada a una computadora. Los electrodos recopilan datos midiendo señales eléctricas del cerebro y el decodificador interpreta esa información y la traduce en acción de juego.
El trabajo de Millán sobre interfaces cerebro-computadora ayuda a los usuarios a guiar y fortalecer su plasticidad neuronal, la capacidad del cerebro para cambiar, crecer y reorganizarse con el tiempo. Estos experimentos están diseñados para mejorar la función cerebral de los pacientes y utilizan dispositivos controlados por interfaces cerebro-computadora para hacerles la vida más fácil.
En este caso, las acciones fueron dobles: el juego de carreras de autos y una tarea más sencilla de equilibrar los lados izquierdo y derecho de una barra digital. Se capacitó a un experto para desarrollar un «decodificador» para la tarea de barra más simple que hace posible que la interfaz traduzca las ondas cerebrales en comandos. El decodificador sirve de base para los demás usuarios y es la clave para evitar el largo proceso de calibración.
El decodificador funcionó lo suficientemente bien como para que los sujetos entrenaran simultáneamente para el juego de barra y el juego de carreras de autos más complicado, que requería pensar con varios pasos de anticipación para hacer giros.
Los investigadores llamaron a este trabajo fundamental, ya que sienta las bases para una mayor innovación en la interfaz cerebro-computadora. Este proyecto utilizó 18 sujetos sin discapacidades motoras. Con el tiempo, a medida que avancen por este camino, lo probarán en personas con discapacidades motoras para aplicarlo a grupos más grandes en entornos clínicos.
«Por un lado, queremos trasladar el BCI al ámbito clínico para ayudar a las personas con discapacidad; por el otro, necesitamos mejorar nuestra tecnología para que sea más fácil de usar para que el impacto para estas personas con discapacidad sea más fuerte. «, dijo Millán.
Además de traducir la investigación, Millán y su equipo continúan trabajando en una silla de ruedas que los usuarios puedan conducir con la interfaz cerebro-computadora. En la Conferencia y Festivales South by Southwest de este mes, los investigadores mostraron otro uso potencial de la tecnología, controlando dos robots de rehabilitación para la mano y el brazo. Esto no formaba parte del nuevo documento, sino una señal de hacia dónde podría llegar esta tecnología en el futuro. Varias personas se ofrecieron como voluntarias y lograron operar los robots controlados por el cerebro en cuestión de minutos.
«El objetivo de esta tecnología es ayudar a las personas, ayudarles en su vida cotidiana», afirmó Millán. «Continuaremos por este camino dondequiera que nos lleve en la búsqueda de ayudar a las personas».
