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El Dr. Erik Bojorges Valdez, académico del Departamento de Estudios en Ingeniería para la Innovación, dirige un trabajo para mejorar el desempeño de las interfaces asincrónicas cerebro-computadora

Con el objetivo de mejorar el desempeño de las interfaces asincrónicas cerebro-computadora que mejoran la calidad de vida de personas con alguna discapacidad severa como el síndrome de enclaustramiento, el Dr. Erik Bojorges Valdez, académico del Departamento de Estudios en Ingeniería para la Innovación, realizó algunos experimentos mediante encefalografía para observar cambios en la actividad cortical relacionadas con la respiración y la comunicación que existe entre el cerebro y el corazón.

Entre los hallazgos más relevantes obtenidos a partir de la experimentación, el Dr. Bojorges Valdez expuso que con la encefalografía y la respiración controlada en sujetos se buscó modular el ritmo cardiaco y sacarlo de su régimen normal o intrínseco. Con esto, los investigadores y la investigadora observaron que “el corazón activado de manera voluntaria enciende más regiones cerebrales y los nervios periféricos”.

En un video publicado en el canal de YouTube de la División de Investigación y Posgrado, el Dr. Erik Bojorges Valdez explicó que con esta propuesta que estudia la fisiología del cerebro se generan antecedentes que indican que el aislar la modulación autonómica se puede mejorar el desempeño de las interfaces cerebro-computadora y que estas conexiones naturales cortico-vagales pueden ser estudiadas en estados patológicos como en las enfermedades neurodegenerativas.

El académico indicó que el ritmo cardiaco es modulado por el sistema autónomo que regula la homeostasis. Si una persona inhala o se encuentra en estado de reposo, el corazón late más lento y si exhala o tiene miedo el corazón late más rápido, por ejemplo. En el proyecto converge la ingeniería con la psicología y las neurociencias.

En esta investigación respaldada por la División de Investigación y Posgrado de la IBERO participaron la estudiante de Ingeniería Biomédica de la IBERO, Marinieves Pardo Rodríguez, y el Dr. Óscar Yanez Suárez, académico de la Universidad Autónoma Metropolitana de Iztapalapa.

Los hallazgos se publicaron en el artículo Modulación intrínseca bidireccional de las series temporales de potencia de la banda del EEG y los componentes espectrales de la variabilidad de la frecuencia cardiaca” (Bidirectional intrinsic modulation of EEG band power time series and spectral components of heart rate variability, en inglés) en el volumen 232 de la revista especializada de alto impacto Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical.

El Dr. Erik Bojorges añadió que las interfaces cerebro-computadora procesan las señales que emite el cerebro. El sistema es capaz de recoger señales, procesar los datos para extraer los rasgos, y “entra en un proceso de aprendizaje maquinal o inteligencia artificial que luego desemboca en un actuador externo como una silla de ruedas, una computadora o cualquier otro dispositivo”.

En otras palabras, las interfaces cerebro-computadora –que también son utilizadas en videojuegos– extraen características de las señales de encefalografía, generan comandos y ejecutan las tareas que un ser humano es incapaz de realizar por sí mismo mediante un dispositivo externo, enfatizó.

Uno de los retos de esta área del conocimiento es lograr que la computadora atienda la orden del humano y no que el humano esté atento a los permisos que le da la computadora. Este tipo de interfaces son asincrónicas; son difíciles de implementar porque funcionan por tiempos cortos, los procesos de entrenamiento de la computadora son complejos y su desempeño es precario”, acotó.

Sin embargo, con esta investigación experimental, el Dr. Erik Bojorges Valdez busca mejorar el desempeño de las interfaces cerebro-computadora para que las personas con alguna discapacidad severa comanden la máquina y alcancen un ritmo de vida independiente. Para que “cuando quieran mover la mano y la computadora pida al cursor moverse a la derecha no exista señal de interferencia autonómica y se dé un movimiento más natural”, recalcó.