Un equipo de bioingenieros de la Universidad de Tsinghua, en colaboración con colegas investigadores médicos de la Universidad de Tianjin, ambas en China, ha desarrollado lo que describen como la primera interfaz cerebro-computador (BCI) adaptativa bidireccional del mundo.
El grupo utilizó un decodificador neuromórfico adaptativo basado en memristores para construir su BCI.
En las últimas décadas, los bioingenieros han desarrollado una variedad de dispositivos BCI; algunos se adhieren al cuero cabelludo, otros funcionan a través de electrodos cerebrales incrustados.
Lo que todos tienen en común es que escuchan las ondas cerebrales, aprenden a reconocer patrones que se pueden asociar con pensamientos conocidos y luego escuchan esos mismos patrones para llevar a cabo un comportamiento deseado: mover un cursor en una pantalla hasta un botón y presionarlo, por ejemplo.
En este nuevo estudio, el equipo de China trajo una dimensión completamente nueva a los dispositivos BCI al agregar tecnología que permite la retroalimentación directamente al cerebro, lo que lo convierte en un dispositivo de comunicación bidireccional.
El objetivo de hacer que los dispositivos BCI sean bidireccionales, señala el equipo, es mejorar la eficiencia y permitir su uso en una gama más amplia de aplicaciones.
Afirman que su nuevo dispositivo aumenta la eficiencia 100 veces y reduce la demanda de energía aproximadamente 1000 veces en comparación con los dispositivos BCI convencionales.
El nuevo sistema surgió cuando el equipo de investigación descubrió que los cambios en las señales cerebrales se deben a las interacciones con un dispositivo tradicional.
Eso les dio la idea de crear un dispositivo de retroalimentación de doble bucle utilizando un chip memristor; se eligió debido a su arquitectura de red neuronal y eficiencia energética.
El primer bucle se basa en el aprendizaje automático.
Actualiza el decodificador de ondas cerebrales, lo que le permite adaptarse a los cambios en las señales.
El segundo bucle ayuda al usuario a refinar sus pensamientos para mejorar el control a través de la retroalimentación.
Agregar retroalimentación, señalan los investigadores, permite que el dispositivo reconozca más patrones de ondas cerebrales, lo que le da al usuario la capacidad de realizar tareas más complejas.
Por ejemplo, cuando se usa con el control de drones con manos libres, la BCI permite grados adicionales de libertad, como rotación y movimiento hacia adelante y hacia atrás, todo gobernado exclusivamente por señales cerebrales.
Los investigadores sugieren que su dispositivo marca el siguiente paso hacia el desarrollo de una BCI que eventualmente podría permitir que las personas con daño cerebral recuperen las capacidades perdidas.
Fuente: Nature electronics
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