Un estudio colaborativo realizado por investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio ha desarrollado una nueva técnica para decodificar la intención motora de los seres humanos a partir de la electroencefalografía EEG. Esta técnica está motivada por la capacidad bien documentada del cerebro para predecir los resultados sensoriales de autogenerados yacciones imaginadas utilizando los llamados modelos de avance. El método permitió por primera vez, casi el 90% de precisión de decodificación de prueba única en los sujetos evaluados, dentro de los 96 ms de la estimulación, sin entrenamiento del usuario y sin carga cognitiva adicional para los usuarios.
El último sueño de la investigación de la interfaz cerebro-computadora BCI es desarrollar una conexión eficiente entre las máquinas y el cerebro humano, de modo que las máquinas se puedan usar a voluntad. Por ejemplo, permitir que un amputado use un brazo robótico que se le atribuye, con solo pensar en ello, como si fuera su propio brazo. Un gran desafío para tal tarea es descifrar la intención de movimiento de un usuario humano a partir de su actividad cerebral, mientras se minimiza el esfuerzo del usuario. Si bien se han sugerido una gran cantidad de métodospara esto en las últimas dos décadas 1-2, todos requieren un gran esfuerzo por parte del usuario humano: o requieren una amplia capacitación del usuario, funcionan bien con solo una parte de los usuarios o necesitan usar un estímulo conspicuo,inducir cargas cognitivas y atencionales adicionales en los usuarios. En este estudio, investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio Tokyo Tech, Le Centre national de la recherche scientifique CNRS-Francia, AIST y la Universidad de Osaka proponen una nueva intención de movimiento decodificando philsofía y técnica que supera todos estos problemas al tiempo que proporciona un rendimiento de decodificación mucho mejor.
La diferencia fundamental entre los métodos anteriores y lo que proponen está en lo que se decodifica. Todos los métodos anteriores decodifican qué movimiento pretende / imagina un usuario, ya sea directamente como en los llamados sistemas BCI activos o indirectamente, decodificando lo queestá atendiendo como los sistemas BCI reactivos. Aquí los investigadores proponen utilizar un estimulador sensorial subliminal con la electroencefalografía EEG, y decodificar, no qué movimiento pretende / imagina un usuario, sino decodificar si el movimiento que pretende coincideo no la retroalimentación sensorial enviada al usuario mediante el estimulador. Su propuesta está motivada por la multitud de estudios sobre los llamados modelos Forward en el cerebro, los circuitos neuronales implicados en la predicción de resultados sensoriales de movimientos autogenerados 3.Se sabe que los errores de predicción sensorial, entre las predicciones del modelo directo y las señales sensoriales reales, son fundamentales para nuestras habilidades sensoriales-motoras, para la percepción háptica 4, el control motor 5, el aprendizaje motor 6, e incluso las interacciones interpersonales 7-8 y la cognición del yo 9.Por lo tanto, los investigadores plantearon la hipótesis de que los errores de predicción tenían una gran firma en el EEG y la perturbación de los errores de predicción utilizando un estimulador sensorial externo era una forma prometedora de decodificar las intenciones de movimiento.
Esta propuesta se probó en una tarea de silla de ruedas simulada binaria, en la que los usuarios pensaban en girar su silla de ruedas hacia la izquierda o hacia la derecha. Los investigadores estimularon el sistema vestibular del usuario ya que esta es la retroalimentación sensorial dominante durante el giro, ya sea hacia la izquierda o hacia la derecha.dirección correcta, subliminalmente utilizando un estimulador vestibular galvánico. Luego decodifican la presencia de errores de predicción es decir, si la dirección de la estimulación coincide con la dirección que el usuario imagina, o no y, en consecuencia, como se conoce la dirección de la estimulación, la direcciónimagina el usuario. Este procedimiento proporciona una precisión de decodificación de prueba única excelente 87,2% de mediana en todos los sujetos evaluados, y dentro de los 96 ms de la estimulación. Estos resultados se obtuvieron sin entrenamiento del usuario y sin carga cognitiva adicional para los usuarios, ya que la estimulación fuesubliminal.
Esta propuesta promete cambiar radicalmente la forma en que se decodifica la intención del movimiento, debido a varias razones. Principalmente, porque el método promete mejores precisiones de decodificación sin entrenamiento del usuario y sin inducir cargas cognitivas adicionales en los usuarios. Además, el hecho de que la decodificación puederealizarse en menos de 100 ms de la estimulación destaca su uso para la decodificación en tiempo real. Finalmente, este método es distinto de otros métodos que utilizan ERP, ERD y ERN, lo que demuestra que se puede utilizar en paralelo a los métodos actuales para mejorar su precisión.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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