INTERFAZ CEREBRO-MÁQUINA CON BASE EN DETECCIÓN DE INTENCIÓN DE MOVIMIENTO Y TÉCNICAS DE APRENDIZAJE AUTOMÁTICO

Resumen

Se le llama intención de movimiento a aquel estado mental en el cual se desea llevar a cabo una acción que implique movimiento. Sin embargo, tal intención puede desembocar o no en la ejecución de movimiento, dependiendo del sujeto que la está realizando. Existen ciertas señales neuronales que se relacionan directamente con la intención de movimiento, obtenidas en la corteza motora primaria y la corteza parietal posterior. Varios estudios han mostrado la utilidad de detectar la intención de movimiento en aplicaciones como la rehabilitación de accidentes cerebro-vasculares, el control de prótesis y exoesqueletos, entre otras. El objetivo principal de esta investigación es diseñar e implementar una interfaz cerebro-máquina con base en la detección de intención de movimiento, con la ayuda de técnicas de aprendizaje automático, para su uso en la rehabilitación motora de miembro superior en pacientes que han sufrido un accidente cerebro-vascular. Se realizó un estudio piloto para evaluar la viabilidad técnica del proyecto. Para dicho estudio se reclutaron 15 sujetos sanos, con edades entre 18 y 31 años, a los cuales se les aplicó un protocolo experimental de dos etapas: entrenamiento y pruebas. En la primera etapa del protocolo, se pedía que los sujetos alternaran entre estar relajados y concentrarse en pensar en la ejecución de un movimiento, mientras se registraba la señal de EEG de 9 canales ubicados en la región central de la cabeza, abarcando el área motora primaria. Con estas señales, se entrenó una máquina de soporte vectorial para que, en la segunda etapa, los sujetos pudieran controlar un videojuego con la intención de movimiento. Los resultados fueron positivos, ya que todos los sujetos consiguieron controlar el juego. Se observaron diferencias significativas en el desempeño para los sujetos que afirmaban saber meditar y los que no. En la parte final de este documento se detalla un protocolo experimental enfocado en la utilización de la interfaz cerebro-máquina implementada en el proceso de rehabilitación de pacientes que tienen movilidad reducida en miembro superior como causa de un accidente cerebro vascular.