Interfaz cerebro-computadora para niños
Las interfaces cerebro-computadora (ICC), también conocidas como interfaces cerebro-máquina (ICM) o interfaces cerebro-ordenador (ICO), son una tecnología que permite que tu cerebro se comunique directamente con una computadora. Funcionan capturando información de tu actividad cerebral, como las ondas cerebrales, para que una computadora la procese y la entienda.
Esta tecnología abre una nueva forma de interactuar con dispositivos, ya que puede transformar tus pensamientos en acciones reales en el mundo que te rodea.
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Contenido
¿Qué son las interfaces cerebro-computadora?
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Las interfaces cerebro-computadora han sido un campo de gran interés para los científicos. Aunque existen muchos tipos de dispositivos, todos siguen un principio básico:
- Primero, miden la actividad de tu cerebro usando sensores.
- Luego, procesan esa señal para encontrar la información importante.
- Finalmente, permiten que interactúes con el entorno o con un dispositivo de la manera que deseas.
La principal ventaja de esta tecnología es que crea una forma natural de comunicación entre las personas y las máquinas. Puede usar información sobre tus movimientos, pensamientos y emociones directamente de tu cerebro.
¿Cómo se desarrollaron las ICC?
Los primeros descubrimientos del cerebro eléctrico
El camino hacia las interfaces cerebro-computadora comenzó con el descubrimiento de que el cerebro produce electricidad. En 1875, el científico Richard Caton usó un aparato llamado galvanómetro para observar impulsos eléctricos en la superficie del cerebro de algunos animales vivos.
En 1924, Hans Berger continuó el trabajo de Caton. Él fue el primero en registrar la actividad eléctrica del cerebro humano usando una técnica llamada electroencefalografía (EEG). Berger también logró clasificar diferentes tipos de ondas cerebrales, y por eso las ondas alfa (que tienen entre 8 y 12 hercios) a veces se llaman ondas Berger.
El nacimiento del término "Interfaz Cerebro-Computadora"
En 1970, Jacques Vidal comenzó a investigar los primeros dispositivos ICC en la Universidad de California en Los Ángeles. Su artículo científico de 1973 fue muy importante porque introdujo la frase Brain–Computer Interface (Interfaz Cerebro-Computadora) en el mundo científico.
Avances y aplicaciones modernas
Al principio, la investigación en ICC se centró principalmente en aplicaciones médicas. Por ejemplo, en la década de 1990, se desarrollaron las primeras prótesis neuronales para ayudar a las personas a recuperar la audición, la visión o la capacidad de moverse.
En la primera década del siglo XXI, además de los usos médicos, la investigación también se expandió a la industria de los videojuegos. Fue entonces cuando aparecieron en el mercado las primeras interfaces cerebro-computadora que no necesitaban cirugía.
Desde 2016, una empresa de neurotecnología llamada Neuralink, fundada por Elon Musk, ha estado desarrollando tecnología que permite una comunicación precisa entre dispositivos externos y el cerebro.
¿Cómo se obtiene la información del cerebro?
Las interfaces cerebro-computadora miden la actividad de las neuronas para obtener la señal que luego se procesará. Hay dos formas principales de obtener esta señal:
Dispositivos invasivos
Con estos dispositivos, la medición se realiza directamente desde el cerebro del usuario. Esto significa que es necesario hacer una cirugía para colocar el sensor. El sensor puede penetrar la corteza cerebral para medir la actividad eléctrica de neuronas individuales, o puede colocarse en la superficie del córtex para medir la actividad de grupos de neuronas.
La señal que se obtiene es muy clara porque se mide directamente del cerebro. Sin embargo, debido a los riesgos de la cirugía y otras consideraciones, la mayoría de las investigaciones con aplicaciones de rehabilitación se hacen con animales.
Dispositivos no invasivos
En este caso, el sensor se coloca sin necesidad de cirugía. Son los dispositivos más comunes en la tecnología ICC y tienen menos riesgos para el usuario. La actividad eléctrica se mide en la superficie del cuero cabelludo, usando la electroencefalografía (EEG).
La señal obtenida es una mezcla de la actividad de todas las neuronas del cerebro, no de neuronas individuales. Por eso, la señal es menos nítida, ya que el cráneo del usuario debilita y distorsiona las señales que generan las neuronas.
Además de la EEG, que es la técnica más popular por su simplicidad y costo, existen otras técnicas no invasivas como la magnetoencefalografía (MEG), la tomografía por emisión de positrones (PET), la imagen por resonancia magnética funcional (fMRI) y la imagen óptica cercana al infrarrojo (fNRI). Sin embargo, estas últimas son muy costosas y requieren mucha preparación técnica.
¿Cómo funciona una ICC?
Una interfaz cerebro-computadora sigue un proceso con cuatro pasos principales:
- Adquisición de la señal: Aquí se capta la señal del cerebro, se amplifica y se convierte de analógica a digital. Los sistemas ICC suelen trabajar en tiempo real, pero también pueden guardar la señal para estudiarla más tarde.
- Procesado de la señal: En este paso, se extraen las características importantes de la señal digitalizada. Esto permite que el dispositivo que el usuario quiere controlar entienda las órdenes. Hay tres etapas:
* Eliminación de ruidos: Se quitan las señales no deseadas que provienen de otras actividades eléctricas del cuerpo, como los movimientos musculares. Estas señales se llaman "artefactos" y pueden distorsionar la señal cerebral. * Obtención de características: La señal de entrada se convierte en un conjunto de datos que representan lo que está ocurriendo en el cerebro. * Traducción de características: Estos datos se transforman en una señal de control que el dispositivo puede usar.
- Aplicación: Este es el bloque donde el dispositivo recibe la señal de control y realiza las acciones correspondientes.
- Configuración: Permite al usuario ajustar los parámetros del sistema para que funcione como desea.
La señal que se obtiene de estas interfaces suele ser limitada, dando instrucciones sencillas como "sí/no" o "mover arriba/abajo", que son adecuadas para el dispositivo que se está controlando.
¿Para qué se usan las ICC?
Las aplicaciones de estas tecnologías son muy variadas, desde el campo médico hasta el entretenimiento. Se usan especialmente en la rehabilitación o para reemplazar funciones de movimiento.
Usos en el campo de la salud
Una de las áreas más importantes de investigación en ICC es el desarrollo de aplicaciones para personas con discapacidades. Estas tecnologías (especialmente las no invasivas) pueden permitir, por ejemplo, controlar el movimiento de una silla de ruedas, un robot o diferentes dispositivos electrónicos en casa. Por otro lado, las técnicas invasivas permiten implantar neuroprótesis con las que el usuario puede mover un brazo robótico con mayor precisión.
Las tecnologías ICC también ayudan en la rehabilitación de personas con ciertas condiciones neurológicas, como la epilepsia o el trastorno por déficit de atención e hiperactividad. También mejoran la comunicación en personas con parálisis cerebral. Además, se usan para ayudar a pacientes que han tenido un ictus o una lesión medular a recuperar el movimiento. Por ejemplo, Neuralink mostró un video donde una persona con parálisis jugaba ajedrez en una computadora portátil usando solo su mente.
Videojuegos y diversión
Un ejemplo sencillo de un dispositivo ICC en este ámbito es Mindball. Este juego permite mover una pelota sobre un tablero detectando el nivel de relajación del usuario.
Otra aplicación es el control de un personaje (avatar) en un mundo virtual. Las señales cerebrales pueden decidir si el avatar avanza, retrocede, gira a la derecha o a la izquierda, como en el caso de Second Life.
Algunas interfaces, además de interpretar acciones básicas, también pueden reconocer el estado emocional del usuario, como la emoción, la tensión, el aburrimiento, la meditación o la frustración. Un ejemplo es el dispositivo Emotiv EPOC.
Véase también
En inglés: Brain–computer interface Facts for Kids
- Identificación del pensamiento
