Un sistema cerebro-máquina ayuda a comunicarse a personas con parálisis muscular

Un equipo del grupo DIANA de la Universidad de Málaga ha creado un sistema que simplifica a personas con parálisis muscular la comunicación a través de un ordenador. Denominada UMA-BCI Speller, la aplicación interpreta las reacciones del cerebro ante estímulos visuales en forma de letras o dibujos y construye mensajes que se pueden emitir gracias a un sintetizador de voz.

Pacientes con esclerosis lateral amiotrófica (ELA), síndrome de enclaustramiento o distrofia muscular podrán beneficiarse del programa. Los resultados del trabajo los publica la revista Computer Methods and Programs in Biomedicine.

La herramienta actúa a modo de intermediario entre un lector del encefalograma y un sistema informático capaz de traducir estos impulsos en acciones concretas, como escribir una palabra o emitir un mensaje de audio. Para ello crea un entorno gráfico más amigable e intuitivo, similar al presente en cualquier móvil, que evita al usuario tener que conocer los entresijos informáticos. 

El objetivo de la investigación es que cualquier paciente o cuidador pueda acceder a este tipo de soluciones, sin necesidad de disponer de conocimientos informáticos previos.

“Existen varias aplicaciones que permiten controlar un ordenador a través de la lectura del encefalograma pero su utilización es compleja, requiere saber programación y aun así se tardan semanas en aprender a manejarlas y configurar lo que necesitas, de modo que es difícil su uso fuera del laboratorio”, comenta  Ricardo Ron, responsable del proyecto.

Para contribuir a democratizar estos programas, el equipo de investigadores ha incidido en una doble vía. En primer lugar, estableciendo de serie la mayor parte de los parámetros que requieren estos sistemas para funcionar. Esto evita que el usuario deba hacerlo manualmente y acorta el tiempo necesario para su primer uso de semanas a apenas una hora.

Además, el equipo ha creado un entorno gráfico, basado en un sistema de ventanas y con un teclado virtual que se adaptar a las necesidades de cada persona, y desde el cuál se controla todo el sistema.

También se han incorporado funcionalidades que simplifican la expresión de ideas o necesidades. “Trabajamos con textos predictivos, de forma que no haya que escribir la palabra completa, pero también con pictogramas que representen al instante necesidades como el hambre o la sed y hagan que la comunicación sea más ágil”, apunta Ricardo Ron.

Con todo ello, un paciente con disfunción motora sería capaz de escribir “hola” o “sueño” sobre un ordenador solo mirando las letras que desea pulsar o un dibujo concreto (mano saludando o una luna, por ejemplo).

Sistema más potente y barato

El sistema se encarga de interpretar los estímulos que se generan en el cerebro, en concreto en el lóbulo occipital, y los muestra en la pantalla en forma de palabras y, si se desea, la máquina las pronuncia en voz alta. 

En esta línea, otro de los avances que aporta UMA-BCI Speller es la versatilidad a la hora de definir el teclado que se quiere usar, tanto en las opciones como en la forma.

Según Ron, “el teclado virtual permite no solo letras, también imágenes y colores que estimulan al usuario, de modo que las señales que genera el cerebro sean de una amplitud que favorezca una interpretación más rápida”. Una posibilidad que, señala Ron, aún permanece poco explotada en el ámbito de la investigación y que abre nuevas líneas de estudio en este campo.

El proyecto, que ha contado con financiación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidad, del programa FEDER, de INDRA sistemas y de la Fundación Universia, continúa actualmente no solo en la mejora de la aplicación, también en su integración dentro de un paquete completo que permita sacar este recurso fuera del entorno científico.

Para ello, los expertos buscan reducir los costes al mínimo. “La herramienta permite la comunicación entre el paciente y la máquina, pero hace falta un aparato que interprete esas señales del cerebro que la hacen posible y cuyo coste en un laboratorio puede rozar los 30.000 euros”, afirma Ron.

Los integrantes del equipo están probando las opciones más económicas para el registro de las señales electroencefalográficas que hay en el mercado actualmente. La motivación es ofrecer a los pacientes la oportunidad de disponer del sistema completo por un coste inferior a 1.000 euros.