Interfaces cerebro computador: Controlar cosas con la mente 

Las interfaces cerebro computador (Brain Computer Interface, BCI, en inglés) son la conjunción entre tecnología y biología. La tecnología está cada vez más cerca de alcanzar a la ciencia ficción. Estas interfaces nos abren las puertas de la nueva generación de interacciones hombre-máquina. Es decir, permiten la comunicación directa entre el cerebro y dispositivos electrónicos que convierten nuestros pensamientos en comandos y órdenes. En otras palabras, nos da la posibilidad real de controlar cosas con la mente. De esta forma, las interfaces cerebro computador están cambiando la forma en la que entendemos nuestra relación con la tecnología. A la vez que revelan un enorme potencial de mejorar nuestra calidad de vida.

¿Qué es una interfaz cerebro computador?

Una interfaz cerebro computador es un entorno de transmisión directa de información de actividad cerebral a un computador que la decodifica, ordena y utiliza.

Así pues, estas herramientas nos permiten controlar programas informáticos utilizando los impulsos eléctricos de nuestro cerebro.

De este modo, con dicha tecnología podemos controlar desde entornos informáticos hasta máquinas. En tiempo real y solo con nuestros pensamientos. Si lo decimos de modo sencillo, controlar cosas con la mente.

¿Cómo funciona una interfaz cerebro computador?

Como sabemos, las neuronas se comunican a través de impulsos electro-químicos.

Dichos impulsos generan destellos residuales en forma de potenciales eléctricos que pueden ser captados por sensores sensibles a este tipo de actividad.

Ahora, con electrodos, por lo general ubicados en el cuero cabelludo, podemos captar estos impulsos y convertirlos en información legible. 

Esta técnica se conoce como electroencefalografía (EEG) (Luck y Kappenman, 2013).

Lo cierto es que, el EEG nos ayuda con el diagnóstico de diversas enfermedades como la epilepsia o los trastornos del sueño.

Sin embargo, ese no es todo el potencial de dicha tecnología, ya que nos permite también identificar, por ejemplo, el estado de concentración o relajación en el que se encuentra una persona.

Todo ello a raíz del reconocimiento de los ritmos observados en sus ondas cerebrales. Es así, con el reconocimiento de los patrones de las ondas cerebrales, como funcionan las BCI. Recogiendo la actividad y convirtiéndola en comandos que un computador puede interpretar y llevar a cabo.

De esta forma, con una serie de electrodos ubicados en las zonas adecuadas de nuestra cabeza, somos capaces de controlar los movimientos de un personaje en un videojuego o la dirección de un coche a control remoto.

Y es que, la tecnología EEG es la más utilizada para las BCI. Sobre todo, por su carácter no invasivo. Aunque existen otras formas de conectar nuestro cerebro con los computadores, como son los implantes cerebrales, de los cuales hablaremos con más detalle en otra nota.

¿Controlar cosas con la mente?: Aplicaciones

Las aplicaciones para estas tecnologías pueden ir desde las terapias psicológicas hasta el entretenimiento y la educación.

En este sentido, la gama de posibilidades que comprende tal es, de momento, ilimitada.

Permitiéndonos tanto dar apoyo terapéutico en padecimientos psicológicos, identificar los niveles de atención que prestan los alumnos en el aula o generar nuevos entornos para videojuegos de realidad virtual.

Ahora, las fronteras de esta tecnología solo dependen de nuestra imaginación.

Aplicaciones clínicas del cerebro computador

En el entorno terapéutico, una de las aplicaciones más extendidas es el Neurofeedback. Este tipo de terapia permite a los pacientes aprender a regular la actividad de ciertas ondas en su cerebro mediante la retroalimentación basada en estímulos visuales, auditivos o táctiles.

Así, se expone al consultante a una pantalla cuya imagen se nubla o aclara en función de la regulación que este haga de sus ondas cerebrales. Consiguiendo, de esta forma, un entrenamiento en el control de las ondas. Esta técnica se utiliza en cuadros como el trastorno por déficit de atención e hiperactividad (Martijn Arns et al., 2009).

Del mismo modo, se está utilizando BCI para permitir a personas con movilidad reducida manejar sillas de ruedas e incluso brazos mecánicos (Trambaiolli y Falk, 2018).

El doctor Thomas Deuel (2018), de la Universidad de Washington, está desarrollando una BCI que le permite generar notas musicales a partir de la actividad eléctrica cerebral basado en EEG.

Así pues, el objetivo de este proyecto es reforzar las conexiones en áreas motoras del cerebro. Todo ello, a través de la práctica con un nuevo “instrumento” al que ha llamado “encephalofone”.

De esta forma, personas con daños severos, debidos a accidentes o traumas craneales, ejercitarían las áreas de control motriz del cerebro con el fin de reforzar esas conexiones. Con el tiempo y la práctica, aquellos que tengan movilidad muy reducida serán capaces de tocar música con el pensamiento.

Las BCI en los centros educativos

En términos educativos, Wang y Hsu (2014) utilizaron una BCI basada en EEG para determinar el nivel de atención y motivación de un grupo de estudiantes universitarios.

Observaron una correlación entre la actividad de determinadas ondas cerebrales y los niveles de motivación y atención experimentados por los participantes.

Tales resultados fueron corroborados con la aplicación de cuestionarios posteriores a la ejecución de las tareas propuestas en el diseño experimental.

Por otro lado, con este tipo de información los entornos educativos pueden enriquecerse, de tal forma que los alumnos tengan un rendimiento más óptimo.

Especialmente, proporcionaría una experiencia educativa más motivadora y facilitaría el aprendizaje de contenidos complejos.

Todo esto de forma individual para cada estudiante, haciendo el entorno educativo más personalizado y eficiente.

Aplicaciones en entretenimiento

En la actualidad se encuentran disponibles en el mercado diversas opciones de aparatos de EEG portátiles. Es más, se conectan al computador vía bluetooth y nos permiten tener en casa tecnología BCI.

Los aparatos constan de electrodos que se ubican en áreas determinadas de la cabeza. Por ejemplo, en las zonas de control motriz (hacia el centro de la cabeza), zonas frontales (relacionadas con el control ejecutivo) y zonas posteriores u occipitales (asociadas con el procesamiento visual).

Sin duda, con estos aparatos tenemos la posibilidad de acceder a distintos tipos de videojuegos controlados con la actividad de nuestras ondas cerebrales. Al igual que nuevas fronteras de realidad virtual. De la misma forma, podemos ser capaces de controlar pequeños robots y autos a control remoto, solo con los pensamientos (Pour et al., 2008).

Conclusión

Hoy en día, se abren ante nuestros ojos fronteras que, hasta hace poco, parecían imposibles. ¿Controlar cosas con la mente? Sí.

La posibilidad de entrenar nuestra actividad cerebral para mejorar los síntomas de trastornos psicológicos, utilizar información directa de las ondas cerebrales para determinar los niveles de atención en clase o incluso controlar robots con la mente, parecerían historias de una película de ciencia ficción. Sin embargo, todas estas son posibilidades al alcance de la mano.

En los próximos años veremos un aumento de las aplicaciones de tales tecnologías en la mejora de la inclusión de personas con diversidad funcional. De esta forma, permitirá el enriquecimiento de los entornos educativos de manera individualizada, o hasta conducir vehículos con la mente.

Sin duda, los avances en las BCI prometen un futuro en el que la línea que nos separa de las máquinas será cada vez más estrecha.

Referencias bibliográficas

• Arns, M., De Ridder, S., Strehl, U., Breteler, M. y Coenen, A. (2009). Efficacy of neurofeedback treatment in ADHD: the effects on inattention, impulsivity and hyperactivity: a meta-analysis. Clinical EEG and neuroscience, 40(3), 180-189. Doi: 10.1177/155005940904000311
• Luck S. J. y Kappenman E. S. (2011). The Oxford handbook of event-related potential components. Oxford university press.
• Pour, P. A., Gulrez, T., AlZoubi, O., Gargiulo, G. y Calvo, R. A. (15-18 de diciembre de 2008). Brain-computer interface: Next generation thought controlled distributed video game development platform. On Computational Intelligence and Games. Simposio de inteligencia computacional. Institute of Electrical and Electronics Engineers, Australia.
• Trambaiolli, L. R. y Falk, T. H. (2018). Hybrid brain–computer interfaces for wheelchair control: a review of existing solutions, their advantages and open challenges. En P. Diez (Ed.), Smart Wheelchairs and Brain-Computer Interfaces: Mobile Assistive Technologies (pp. 229-256). Doi: 10.1016/B978-0-12-812892-3.00010-8