Materializar una fantasía que siempre ha fascinado a la humanidad: el control mental de una máquina, pero no con fines lúdicos, sino para aumentar la independencia de los discapacitados. En ello está el grupo de investigación Diana de la Universidad de Málaga: trabajan para que personas con problemas de movilidad severos, incapaces de controlar sus músculos, puedan manejar una silla de ruedas o enviar mensajes sencillos como ‘tengo sed’ o ‘tengo calor’, ayudados por un teclado virtual.

Los científicos trabajan en dispositivos que analizan la actividad del cerebro y detectan estados mentales del usuario, en tiempo real

Los científicos trabajan en dispositivos que analizan la actividad del cerebro y detectan estados mentales del usuario, en tiempo real

No es ciencia ficción es ciencia aplicada a la mejora del bienestar. Para lograr estos objetivos, los investigadores trabajan con lo que se conoce como interfaces cerebro-computadora: dispositivos que analizan la actividad del cerebro y detectan estados mentales del usuario, en tiempo real. Luego, transforman esos pensamientos en órdenes operativas, como seleccionar una letra en un teclado virtual o mover una silla de ruedas. Todo este proceso se desarrolla ejecutando mentalmente una acción, como imaginar mover las extremidades del cuerpo, o seleccionar las letras de una palabra que luego se ejecuta.

Para medir la actividad cerebral, los investigadores colocan electrodos en el cuero cabelludo. Éstos registran ondas cerebrales de muy escasa amplitud, siendo necesario pasar por un amplificador para poder ser tratadas. A continuación se digitalizan para poder ser procesadas por el ordenador, encargado de interpretar dichas ondas y realizar todo el tratamiento.

Los investigadores miden la actividad cerebral con electrodos en el cuero cabelludo

Los investigadores miden la actividad cerebral con electrodos en el cuero cabelludo

Ahora bien, convertir una señal en una orden requiere además un entrenamiento de la persona que va a utilizar el sistema, siendo la finalidad de dicho entrenamiento el conseguir que ciertos pensamientos generen determinados patrones cerebrales que a su vez sean controlados a voluntad por el sujeto.

Algunos de los ejercicios consisten en representar en un monitor una pelota que sube o baja y asociar su subida y bajada con tareas mentales relacionadas con la imaginación de movimientos, como mover la mano derecha o izquierda. “El usuario debe seguir un entrenamiento y conseguir asociar, por ejemplo, que la imaginación del movimiento de la mano derecha se corresponda con el desplazamiento de la bola hacia arriba”, explica el responsable del proyecto Ricardo Ron.

De esta forma, cuando el paciente identifica qué acciones del monitor se traducen en sus movimientos, el sistema los reconoce. Es lo que se conoce como biofeedback o visualización de un proceso interno del cuerpo humano, en este caso, del cerebro.

Simulador de entrenamiento

Conseguir asociar pensamiento y acción a través de los dibujos que aparecen en un monitor resulta tedioso y requiere horas de entrenamiento. Por eso, los investigadores de la UMA han desarrollado un simulador virtual para que los discapacitados entrenen esa asociación de pensamiento-acción con videojuegos en los que tienen que conducir un coche y esquivar obstáculos.

Además de facilitar el entrenamiento, desde la Universidad de Málaga se afanan en reducir los comandos que se trasladan a la máquina, en este caso, a la silla de ruedas. “La actividad cerebral es compleja y es necesario reducirla a acciones simples como activar o desactivar comando”, explica el profesor. Por ello, los investigadores han limitado a sólo dos tareas mentales el uso del sistema, sin por ello limitar el desplazamiento de la silla de ruedas: imaginar movimientos de la mano derecha y de la mano izquierda o del pie permitiría controlar la silla de ruedas en todas direcciones, es decir, avanzar, retroceder y parar, así como girar a la derecha o la izquierda.

Imaginar movimientos de la mano derecha y de la mano izquierda o del pie permitiría controlar la silla de ruedas en todas direcciones, es decir, avanzar, retroceder y parar, así como girar a la derecha o la izquierda.

Imaginar movimientos de la mano derecha y de la mano izquierda o del pie permitiría controlar la silla de ruedas en todas direcciones, es decir, avanzar, retroceder y parar, así como girar a la derecha o la izquierda.

Estas acciones podrían otorgar cierta movilidad a personas con discapacidades muy severas, en entornos conocidos, como su propia casa, donde podrían ir de una habitación a otra. Hasta el momento, los investigadores han probado todo el proceso en un ambiente simulado, como navegar a través de entornos virtuales, o controlado, como manejar un robot que sigue un recorrido. La siguiente fase trasladará estas pruebas a una silla de ruedas.

Pensar en letras para trasladar mensajes

Otra de las dificultades con las que se enfrentan estas personas dependientes afectados por una discapacidad severa es la de comunicarse. Los investigadores de la Universidad de Málaga trabajan también en este sentido y han diseñado un teclado virtual que permite a los pacientes escribir mensajes a mayor velocidad de los que se utilizan actualmente para estas tareas.

Decir “quiero comer”, “tengo sed”, “quiero navegar por internet, escuchar música o ver la televisión” se consigue mostrando en una pantalla ciertos iconos o las propias letras del alfabeto que van parpadeando de forma aleatoria. De este modo, cuando el paciente observa en el monitor la letra que desea seleccionar, se produce una respuesta en el cerebro ante el estímulo visual coincidente. De esta forma se detecta lo que pretende comunicar el paciente.

La aportación del grupo malagueño es lograr mayor rapidez en la emisión del mensaje. Para ello, utilizan la misma estrategia que los teclados de los teléfonos móviles, donde una misma tecla se asocia a tres letras. De esta forma, para construir su mensaje el paciente no tiene que esperar a que desfilen por el monitor 27 letras (todo el abecedario) antes de que aparezca aquella que necesita para construir su mensaje, -por ejemplo, la A- sino tan sólo 9 ó 10, porque una misma tecla agrupa varias letras.

Pensamientos que mueven sillas de ruedas o escriben frases para aquellos que perdieron el control de su cuerpo, pero que siguen contando con su órgano más preciado: su cerebro.