¿Decodificar la intención de movimiento?

¿Qué es lo que hace que tu pierna se mueva cuando quieres darle una patada a un balón?
¿Qué ocurre en tu cerebro cuando tienes sed y alargas tu brazo para coger un vaso de agua?

Antes de que se produzca cualquier movimiento, debemos dar la orden a nuestro cuerpo, más concretamente: nuestro cerebro es el encargado de dar esa orden.

¿Os imagináis las aplicaciones de poder interceptar esa orden? Por ejemplo, pensad en personas que han perdido un brazo. Cuando esas personas imaginan que tienen brazo e imaginan que lo están moviendo, la señal cerebral de intención de movimiento se sigue produciendo. Si fuéramos capaces de decodificar esa intención de movimiento y mandarla a una prótesis, el usuario podría moverla como si fuera su propio brazo.

Éste es uno de los objetivos de los investigadores en tecnología BCI actualmente y ya hay algunos resultados (muy preliminares todavía, pero al fin y al cabo nos permiten soñar!).

En efecto, durante 2010 equipos de investigación internacionales de forma independiente han conseguido recuperar trayectorias 3D de la mano directamente del EEG (método no invasivo, totalmente inocuo, de montaje sencillo y relativamente barato). Estos trabajos se han realizado en condiciones muy controladas y no se ha conseguido total precisión (incluso en algunos casos, no se ha conseguido decodificar la trayectoria), sin embargo... es un gran avance!

Uno de estos trabajos se ha realizado en la Universidad de Zaragoza y gracias a la colaboración del grupo de Robótica y el laboratorio de Biomecánica se ha podido comprobar su validez. Ocho voluntarios participaron en un estudio donde, de manera espontánea, movían su mano hacia alguno de los objetivos predeterminados. ¿Cómo funcionó el experimento?

• Para conocer con precisión la trayectoria de la mano, se utilizó el sistema de captura de movimiento 3D del laboratorio de Biomecánica. Se colocaron bolas reflectantes sobre el cuerpo del voluntario, al moverse el brazo se mueven las bolas, y el movimiento de las bolas se recoge con cámaras de infrarrojos. Esta información se manda a una estación central que es capaz de reconstruir con exactitud el movimiento.
• Para conocer la intención de movimiento, se utilizó la tecnología BCI del grupo de robótica. Gracias al EEG fue posible recoger la señal cerebral del voluntario y con potentes herramientas de procesamiento de señal e inteligencia artificial, se decodificaron los procesos neuronales.

Finalmente, sólo quedaba comparar y ver hasta que punto la decodificación de las trayectorias a partir de la tecnología BCI coincidía con las trayectorias reales recogidos mediante el sistema de captura de movimiento. Los resultados fueron bastante satisfactorios y actualmente se está probando, en colaboración con la Universidad de Tubinguen (Alemania), con voluntarios con accidente cerebro muscular que han perdido total o parcialmente el movimiento de alguno de sus miembros. Aunque queden años de investigación, esperemos que se puedan superar todos los obstáculos lo antes posible para tener las primeras aplicaciones funcionando en la realidad.