Resumen

Personas afectadas de numerosas enfermedades neurológicas pueden presentar grandes discapacidades. En algunos casos, las deficiencias motoras pueden llegar a ser realmente severas, hasta el extremo de producir la pérdida total de los músculos que controlan los movimientos voluntarios del cuerpo, incluido los movimientos de los ojos y de la propia respiración. Personas que sufren de tales deficiencias pierden cualquier opción de comunicación con el exterior, siendo la única alternativa posible para ello, la de dotar al cerebro de un nuevo canal no muscular que permita a dichas personas enviar mensajes y órdenes al mundo exterior. El sistema que permite esto último es lo que se conoce como interfaz cerebro-computadora.

Una de las particularidades de este tipo de interfaces es que son capaces de determinar un estado mental concreto a partir de las señales electroencefalográficas (EEG) disponibles, pudiendo de esta forma proveer a un sujeto de un alfabeto mínimo de comunicación. Para lograr esto con cierto éxito, es necesario que el sujeto pueda generar de forma fiable un mismo patrón electroencefalográfico en función de sus intenciones, siendo necesario un adecuado entrenamiento y una correcta elección de las tareas mentales a discriminar.

Sin lugar a duda los datos científicos demuestran que una interfaz cerebro-computadora es un sistema que puede mejorar enormemente la calidad de vida de algunos de sus destinatarios – personas que no poseen posibilidad alguna de comunicación con el exterior – siendo esto uno de los objetivos más inmediatos y prioritarios de estas interfaces. En este sentido, la comunidad científica en relación a estos sistemas tiene como uno de sus objetivos el desarrollo de una aplicación muy concreta: un sistema que permita a estos pacientes dirigir una silla de ruedas a través del control de sus señales EEG, ofreciéndoles una mayor autonomía en el desplazamiento. Actualmente, la mayoría de la investigación está centrada en proponer sistemas que permitan a un sujeto navegar a través de entornos virtuales o manejar robots móviles, siendo muy escasos los trabajos de investigación dedicados al control de una silla de ruedas real.

Una de las limitaciones más importantes de estos sistemas es garantizar que una persona pueda, a través de su actividad cerebral, controlar de forma segura los distintos comandos de navegación que permitan dirigir la silla de ruedas: avanzar, girar, retroceder, detenerse. Las investigaciones actuales se centran en asociar distintos estados mentales a los distintos comandos de navegación, resultando muy complicado asegurar un buen control por parte del sujeto. Para ello, los sujetos deben aprender a generar distintos patrones electroencefalográficos en función de distintas tareas mentales, incrementándose considerablemente el periodo de entrenamiento y, en muchos casos, no logrando controlar el sistema. Este problema tiene como consecuencia que sea muy reducido el número de sujetos que participan en los experimentos, y muy escasos los resultados publicados, por lo no queda demostrado la usabilidad de estos sistemas en un entorno real.

En este proyecto se tiene como objetivo principal desarrollar y evaluar una aplicación que permita a una persona controlar de manera voluntaria, y a través de su actividad cerebral, una silla de ruedas en un entorno real, garantizándole un periodo de entrenamiento reducido y una alta fiabilidad en el control de los distintos comandos de navegación. El control de la silla de ruedas se hará a través de la discriminación de un número muy reducido de tareas mentales, facilitando su aprendizaje y su manejo, siendo esto de vital importancia para garantizar la usabilidad del sistema y la seguridad de los usuarios. Esto permitirá obtener una muestra importante de sujetos que puedan evaluar el sistema, por lo que se estudiará su viabilidad y usabilidad en entornos reales.