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Diseña sistema de comunicación para personas con parálisis cerebral

Publicado por Naked snake el Miércoles, 18 noviembre 2015
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Agencia Informativa Conacyt

Oaxaca.- Un sistema que incorpora lectura de encefalografía permitirá que personas con parálisis cerebral severa se comuniquen en forma básica y entendible. La investigación y el desarrollo del prototipo son iniciativa de Juan Manuel Hernández, derivado de su proyecto de tesis para obtener el título de ingeniero en Mecatrónica por la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería del Instituto Politécnico Nacional, Campus Zacatecas (IPN UPIIZ).

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En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, el ingeniero Hernández explicó que su proyecto se basa en la tecnología que decodifican las señales eléctricas del cerebro, llamadas electroencefalografías (EEG), al emplear la interfaz Emotiv EPOC, un dispositivo diseñado originalmente como accesorio periférico para consolas de videojuegos, que permite al usuario controlar el desarrollo del juego con el pensamiento.

Gracias al apoyo inicial del doctor Horacio Rostro González, académico de la División de Ingeniería Campus Irapuato-Salamanca de la Universidad de Guanajuato, que le permitió el uso de su interfaz Emotiv EPOC y de su laboratorio, el ingeniero Hernández comprobó que su proyecto era viable.

manuel hernandez dispositivo paralisisEn ese laboratorio se efectuaron pruebas de junio a agosto de 2014. Con los resultados obtenidos se confirmó que la interfaz Emotiv EPOC otorgaba el método de lectura de datos que requería el proyecto. Este resultado hizo posible que el Consejo Zacatecano de Ciencia, Tecnología e Innovación (Cozcyt) apoyara al ingeniero con 50 por ciento del costo total del equipo para continuar así con el proyecto.

Comandos básicos

Un paciente masculino de 18 años de edad con parálisis cerebral severa fue el primer candidato para las pruebas del proyecto. Una serie de exámenes clínicos previos determinó que el paciente podía operar sin problemas un Sistema Alternativo y Aumentativo de Comunicación (SAAC), al ser capaz de emitir patrones de señales de EEG a voluntad y de forma perceptible.

El ingeniero Hernández también creó un software para convertir las señales de EEG a comandos mentales y después a emulaciones de pulsos del teclado de una computadora personal, donde se acciona la reproducción sonora de las palabras “sí” y “no”, dependiendo de la acción mental invocada por el paciente.

contacto juan manuel hernandezTodo el esfuerzo de investigación y desarrollo permitió que se obtuvieran resultados positivos con el paciente, quien pudo comunicar las frases “sí” y “no” a voluntad, con 74 por ciento de éxito por evento, en promedio.

El ingeniero Hernández aclaró que la interfaz Emotiv ya había sido utilizada antes para desarrollar un SAAC para personas con parálisis cerebral; sin embargo, no se había aplicado específicamente en pacientes con parálisis cerebral severa.

Con el sistema de comunicación implementado, que incorpora la aplicación del software creado por el ingeniero Hernández, el paciente logró controlar también un videojuego, por primera vez en su vida, al mover mentalmente un vehículo virtual. Posteriormente inició el proceso de familiarización en el uso del sistema en situaciones cotidianas, como conversaciones sencillas y expresión de deseos.

En la actualidad, el estudio está siendo retomado por la doctora Gema Berenice Gudiño Mendoza y el doctor Javier Mauricio Antelis Ortiz, ambos investigadores del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM) Campus Guadalajara, quienes analizan el proyecto con el interés de aplicar una tecnología similar con el mismo paciente, para amplificar el sistema de comunicación e incluso mover objetos.

Electroencefalograma (EEG)
Registro de la actividad eléctrica de las neuronas del córtex cerebral. Esta señal eléctrica se genera por el intercambio iónico entre el citoplasma y el medio extracelular en las neuronas que ocupan el sistema nervioso central.

Sistema Alternativo y Aumentativo de Comunicación (SAAC)
Conjunto de técnicas, símbolos y estrategias de interacción destinadas a facilitar la comunicación. Estos sistemas se han usado desde hace más de 40 años para ayudar a personas con discapacidad a mejorar su comunicación y calidad de vida, con el uso de lenguajes alternos, consistentes en símbolos o señas.

Interfaz Emotiv EPOC
Sistema portátil multicanal de alta resolución diseñado para aplicaciones de investigación y videojuegos. Posee tres modalidades de detección: emocional, facial y comandos mentales.
Aunque fue diseñado para aplicaciones en videojuegos, sus capacidades pueden ser aprovechadas para desarrollar sistemas de grado médico para ayuda comunicativa y de movilidad a personas con discapacidad, entre ellas la parálisis cerebral.
El sistema consta de una diadema con 14 sensores colocados a lo largo del cuero cabelludo, que reciben las señales eléctricas del cerebro transformándolas en datos que son interpretados por un software que lo transforma en acciones.

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