Entrenar la imaginación motora con tecnología BCI

Ya hemos acabado una nueva semana de experimentos de imaginación motora, con 20 personas más que han probado nuestra tecnología y la sensación de cambiar de color un cuadrado cuando se imaginan correctamente el movimiento.
Uno de nuestros voluntarios nos ha pasado un enlace de un vídeo que le grabé mientras estaba entrenando. Su objetivo era poner en azul ese cuadrado utilizando para ello su mente!!!
Más concretamente, nuestra tecnología registra su actividad cerebral y decodifica:

1º) Su señal cerebral cuando está relajado -> estos datos los tomamos antes de empezar a entrenar.
2º) Su señal cerebral cuando mueve los dedos -> estos datos los tomamos antes de empezar a entrenar.
3º) Su señal cerebral cuando se imagina el movimiento de los dedos.

Estos datos nos sirven para darle feedback durante el entrenamiento. Pero... ¿en que consiste ese entrenamiento? Es muy sencillo, durante el entrenamiento el voluntario debe intentar sentir el movimiento de los dedos de la manera más real posible (sin moverlos!!!). En tiempo real decodificamos su señal cerebral mientras se lo está imaginando. Si esa señal se acerca a la señal cerebral del movimiento real de dedos, le damos feedback positivo (el cuadrado se vuelve azul) y si esa señal se acerca más a la señal cerebral que se produce cuando está en reposo le damos feedback negativo (cuadrado rojo). En realidad parece muy sencillo pero... ¡no lo es en absoluto! Además, es bastante, bastante cansado. Al fin y al cabo esto es similar a ir a un gimnasio para el cerebro y la sensación es similar a cuando se te cansa un músculo por hacer pesas... aquí se te cansa el cerebro pero eso lo hace más fuerte ;)
Como resultados previos, todos los voluntarios han mejorado en agilidad en los dedos una barbaridad. Para medir esto les hemos hecho un test el primer día y el último, donde tenían que teclear una secuencia dada durante 30 segundos. El segundo día el número de secuencias duplicaba a las del primer día!!!

Enhorabuena a todos!!! :)

Aquí os dejo el vídeo para que os hagáis una idea del entrenamiento (Gracias Álvaro por pasármelo!!).

Una nueva herramienta de comunicación :D

Parece que empiezan a aparecer en Japón (como no!) los primeros gadgets relacionados con la decodificación de la señal cerebral. La verdad es que no creemos que los sensores que utilicen sean muy fiables pero desde luego.... el invento es muy gracioso!! Seguro que a más de uno le gustaría que las orejitas estas se pusieran de moda entre las chicas españolas :D

Que lo disfrutéis!!!

Entrenando la memoria con tecnología BCI

Justo antes de las vacaciones de Semana Santa, realizamos en BitBrain, en colaboración con la Universidad de Zaragoza, un estudio sobre la mejora de la activación de la actividad cerebral relacionada con el performance cognitivo y su correlación con la memoria de trabajo.

Diecisieste voluntarios participaron en el estudio, doce personas en el entrenamiento por neurofeedback utilizando la tecnología de interfaces cerebro computador y cinco personas como grupo de control (no recibieron el entrenamiento).

El objetivo del entrenamiento por neurofeedback es que los participantes adquieran control sobre ritmos cerebrales. Este entrenamiento se consigue por un paradigma de aprendizaje condicionado, en el que se mide la actividad cerebralpor medio de una tecnología de imagen cerebral (en este caso el EEG), se decodifica en tiempo real las características de interés de los ritmos sobre los que se desea obtener autorregulación, y se le presenta al usuario feedback en la medida en la que los ritmos se acercan a los valores deseados. Hay dos ramas en las que el neurofeedback ha demostrado su utilidad: en el área terapéutica (tratando desórdenes neurológicos) y en el área de las mejora de capacidades cognitivas en personas sanas (cognitive enhacement). Nuestro estudio se centraba en esta última área.

La dificultad del neurofeeback radica en la alta variabilidad de la señal cerebral entre personas y durante el tiempo (y como consecuencia del proceso que se desea entrenar). Es decir, todas las personas tenemos una actividad distinta, que nos cambia en el tiempo e incluso durante la ejecución de la misma tarea. La diferencia de nuestra tecnología (tecnología BCI) frente a otras tecnologías existentes es que es totalmente individualizada, es decir, es capaz de identificar en cada persona los ritmos a entrenar y seguirlos en el tiempo, focalizando correctamente el neurofeedback sobre el proceso en cuestión.

Resultados del estudio:

La imagen refleja el progreso del control de los ritmos cerebrales (normalizado al primer día) para los participantes del estudio. Los puntos azules son los "baselines" del día (para que se entienda: "el estado mental medio de los participantes ese día") y los puntos negros representan el progreso de los ritmos entrenados en el tiempo. Tal como se puede observar en la gráfica el progreso es claro, adquiriéndose control de los ritmos y una mejora aproximada del 50% tras sólo 25 minutos de entrenamiento, 5 días seguidos.

Para demostrar de que modo afectaba el control de los ritmos cerebrales en una mejora cognitiva se realizó un test de memoria el día 1 y 5 del estudio. Además, se utilizó un grupo de control de 5 personas al que se le realizó un test de memoria el día 1 y otro el día 5. Estas personas no recibieron entrenamiento por neurofeedback.
El grupo de neurofeedback obtuvo una mejora de 10.83 ± 7.67 palabras (aproximadamente un 10% de mejora), mientras que el grupo de control mejoró en 1 ± 5.83 palabras, lo que demuestra una mejora muy superior en el grupo de neurofeedback. Y aún más sorprendente... esta mejora se logró después de sólo 4 sesiones de 25 minutos de entrenamiento (el test de memoria se realizó antes de la sesión de entrenamiento del día 5).

Nos queda pendiente realizar nuevos estudios para ver que otras capacidades cognitivas mejoran pero... yo de momento ya estoy entrenando mi cerebro todas las semanas!!! ;)

Concurso OpenTalent

Vamos a participar en el concurso OpenTalent patrocinado por BBVA con nuestro proyecto BitBrain. Nuestro proyecto esta relacionado con el desarrollo de aplicaciones de tecnología de interfaces cerebro-computador de forma que podamos hacer accesible esta tecnología a la sociedad.

Si os gustan los temas que tratamos en este blog, deciros que nuestro proyecto está muy en la línea con el mismo... así que... ¡¡¡Votadnos!!! ;)

La votación es aquí (no hace falta registrarse ni nada):

Muchas gracias!!!!

Experimentos de mejora de Imaginación Motora

El 16 de abril arrancaremos nuevos experimentos en BitBrain y... ¡estamos muy animados!

Los experimentos llevados a cabo para mejorar la memoria de trabajo han sido un éxito, con resultados preliminares muy interesantes. Todavía estamos analizando algunos datos y la semana que viene queremos ampliar el número de participantes, pero en cuanto tengamos la información completa, lo comentaremos en el blog!

Pero... ¿de que va este nuevo experimento que estamos realizando? La metodología es muy similar al anterior experimento, la diferencia es que colocamos los sensores en diferentes zonas de forma que en este caso, la señal que estamos decodificando es la del movimiento de las manos.

Estudios de investigación han demostrado que cuando una persona se imagina la sensación de que está moviendo una parte de su cuerpo, la señal que se produce en el cerebro es muy similar a la que aparece cuando realiza el movimiento real. El objetivo de este nuevo estudio que vamos a llevar a cabo es identificar esa señal de imaginación motora y mejorarla, es decir, dar feedback a los voluntarios para que aprendan a imaginar el movimiento de una manera mucho más precisa e intensa.

¿Para que puede ser útil este estudio? El marco del experimento es un proyecto para el desarrollo de neuroprotésis para pacientes con lesión modular que no pueden ejecutar los movimientos por si mismos. Por ejemplo, imaginad una persona con lesión medular que no pudiera mover un brazo: si nosotros lo entrenáramos de manera que las señales cerebrales que se producen al imaginarse el movimiento del brazo fueran más intensas, esas señales serían entonces mucho más fáciles de decodificar y clasificar, de modo que sería mucho más fácil transformarlas en ordenes para una prótesis robótica.

Pero además, la imaginación motora también puede ser útil para personas sanas. Por ejemplo, la imaginación motora es un entrenamiento clásico que realizan los deportistas de élite para mejorar su precisión en la práctica del deporte (por ejemplo, un tenista se imagina haciendo un saque, golpeando de revés...). Cuanto más intensa es la señal de imaginación motora, más se asemeja a la realización real del movimiento y más cerca está del entrenamiento real.

Así que.... todo son ventajas para los participantes! Por un lado ayudan a que se avance en una investigación que puede ayudar a personas con problemas graves de movilidad y por otro lado, serán capaces de entrenarse de cualquier movimiento sin levantarse del sofá!!! :)

Actualización 26/04/2011: Ya tenemos completos la segunda tanda de experimentos de memoria y progresa adecuadamente los de imaginación motora que empezarán la semana del 16 de mayo! MUCHISIMAS GRACIAS A TODOS LOS VOLUNTARIOS!!! :)

Actualización 27/04/2011: Ha pasado un día desde que solicitamos voluntarios y ya sólo quedan 6 huecos en la semana del 30 de mayo. La verdad es que nuestros voluntarios... ¡son los mejores! GRACIAS!!! :)

Nuestra participación en el encuentro de neurociencias

Este pasado miércoles y jueves ha tenido lugar el VII Encuentro de Neurociencias en el Hospital Miguel Servet y hemos tenido la oportunidad de presentar nuestra spin-off BitBrain. Lo cierto es que han sido unas jornadas muy muy intensas y de gran utilidad. Como tuve oportunidad de comentar en la charla de presentación de BitBrain, nuestros contactos con investigadores clínicos son todos de fuera de Aragón y en muchos casos, ni tan siquiera están en España. Lo cierto es que nosotros teníamos un gran desconocimiento de los investigadores del área salud en Aragón y, gracias a estas jornadas, hemos tenido la oportunidad de conocer a magníficos profesionales que nos complementan a la perfección y que están tan interesados en avanzar en conocimiento como lo estamos nosotros. Hemos encontrado numerosos puntos de interés común y con la gran ventaja de que estamos todos ubicados en la misma ciudad.

La neurociencia es una disciplina que se nutre de investigación en muy diversos campos, esto hace que sea especialmente importante la comunicación entre investigadores de diversos ámbitos que aporten su visión particular. Desgraciadamente, esa comunicación suele ser difícil ya que cada uno nos movemos esencialmente por nuestro mundo: ingenieros con ingenieros, clínicos con clínicos... Este tipo de iniciativas son especialmente enriquecedoras ya que permiten mostrar distintos enfoques. Nuestra experiencia ha sido muy positiva y estamos encantados de haber participado. Ojalá seamos capaces de continuar esa comunicación porque ese es el mejor modo de aportar valor a la sociedad con nuestra investigación!!

114 voluntarios y... ¡subiendo!

En BitBrain hemos empezado una nueva tanda de experimentos. En este caso son para mejorar la memoria de trabajo. Gracias a la colaboración de la delegación de alumnos del CPS y de otras asociaciones de estudiantes como ISC o Inforum, hemos sobrepasado el centenar de voluntarios.

¡MUCHISIMAS GRACIAS A TODOS!

Pero... ¿en que consisten exactamente los experimentos de mejora de memoria con tecnología BCI?

El objetivo es que los voluntarios aprendan a regular una parte de su señal cerebral que está relacionada con la memoria de trabajo. ¿De que forma? Vayamos paso a paso:

1. Es necesario que los experimentos se hagan en 5 días seguidos, para poder estudiar si ha habido evolución.

2. El primer día y el último pedimos a los voluntarios que participen en un test de memoria de 10 minutos de duración (lo cierto es que se nota que están acostumbrados a memorizar... yo no les llego ni a la altura de los zapatos en las pruebas de memoria!!! :) ).

3. Antes de empezar el entrenamiento mental, se hacen dos pruebas para calcular la "señal cerebral media" del voluntario tanto en estado de reposo como en actividad. Ojo! no siempre tenemos la misma "señal cerebral media" sino que esta va variando en el tiempo. En el momento del entrenamiento el estado mental es el que es y lo que intentamos conseguir es que el voluntario sea capaz de "levantar" ese estado mental cuando quiera.

4. El entrenamiento mental: esta es la parte dura!!! A ver... cuando vais al gimnasio ¿no salís agotados? (si es que no, ¡estáis entrenando mal!), bueno... pues en el caso de entrenar el cerebro es lo mismo!!! El entrenamiento consiste en 5 ejercicios de 5 minutos cada uno. El objetivo es que el participante "levante" su estado mental. Pero.... ¿cómo? Pues depende de cada uno!!! Cada voluntario debe buscar su propia estrategia y la estrategia de uno no sirve para otro!!! Y... ¿cómo sabe un voluntario si lo está haciendo bien? Pues, gracias a la tecnología BCI, nosotros damos feedback al voluntario. Si consigue "levantar" su estado mental por encima de como estaba al inicio del entrenamiento, el voluntario recibe feedback positivo (por lo tanto su estrategia le funciona). Si no consigue "levantar" ese estado mental, el voluntario recibe feedback negativo (por lo tanto la estrategia que está usando no funciona). Algunos preguntan si el feedback duele... imagino que están pensando en descargas eléctricas y esas cosas pero.... ¡NO! No somos tan brutos!! ;) El feedback es visual, si lo haces bien un cuadrado en pantalla se pone en rojo. Si lo haces mal, se pone en azul.

5. Después de acabar "agotado" tras el entrenamiento mental, se vuelven ha tomar datos en activo y en reposo, para ver si el estado mental ha sufrido cambios durante el entrenamiento.

Después de cinco días, todos los datos se analizan. Se ve que control ha conseguido el participante con respecto a los ritmos cerebrales y se estudia si también ha conseguido mejores resultados con respecto al test de memoria. Es decir, somos capaces de ver si el usuario ha aprendido a "levantar" su estado mental cuando quiere y, en caso de haberlo conseguido, eso se ha traducido en una mejor memoria de trabajo.

En breve... ¡¡¡ contaremos como ha ido todo!!!

ACTUALIZACIÓN (6/04/2011): Llevamos ya más de 150 voluntarios apuntados.

¡¡¡MUCHAS GRACIAS A TODOS!!!

Mje. a los voluntarios: Estoy intentando contestaros a todos individualmente pero, como entenderéis, lleva su tiempo (sobretodo porque durante el día tengo otras mil cosas también :S). En cualquier caso, deciros que... me están emocionando mucho vuestra implicación, vuestra ilusión y vuestras ganas. Aunque me tenga que quedar hasta las mil por las noches contestando mails, lo hago encantada por gente como vosotros. Mil gracias de nuevo a todos!!! Y... espero veros muy pronto por BitBrain!!! ;)