La rehabilitación de accidentes cerebrovasculares en casa está cerca

Experto de la Universidad de Houston crea auriculares EEG portátiles

Por Laurie Fickman 713-743-8454

8 de agosto de 2023

El mundo de la rehabilitación de accidentes cerebrovasculares en el hogar se acerca cada vez más, una noticia increíble para las 795.000 personas en los Estados Unidos que anualmente sufren un derrame cerebral. En la Universidad de Houston se ha validado y probado una nueva interfaz cerebro-computadora portátil y de bajo costo que conecta el cerebro de pacientes con accidente cerebrovascular a exoesqueletos eléctricos con fines de rehabilitación.

"Diseñamos y validamos unos auriculares de electrodo seco, móviles, inalámbricos y fáciles de usar para grabaciones de electroencefalografía (EEG) del cuero cabelludo para aplicaciones de interfaz cerebro-computadora (BCI) de circuito cerrado y de Internet de las cosas (IoT)". informa el profesor José Luis Contreras-Vidal, Hugh Roy y Lillie Cranz Cullen, profesora distinguida de ingeniería eléctrica e informática, en la revista Sensors. Contreras-Vidal es un pionero internacional en interfaces cerebro-máquina no invasivas e invenciones de dispositivos robóticos.

Una interfaz cerebro-computadora (BCI) basada en EEG es un sistema que proporciona una vía entre el cerebro y dispositivos externos mediante la interpretación del EEG. En otras palabras, el dispositivo lee tu mente e interpreta la actividad del cerebro para iniciar el movimiento robótico. Las interfaces cerebro-máquina basadas en EEG del cuero cabelludo también tienen el potencial de promover la plasticidad cortical después de un accidente cerebrovascular, lo que se ha demostrado que mejora los resultados de la recuperación motora. Los auriculares ajustables, diseñados a partir de componentes comerciales disponibles en el mercado, pueden adaptarse al 90% de la población. Hay una patente pendiente tanto para el algoritmo BCI como para el soporte del electrodo seco de autoposicionamiento que permite el autoposicionamiento vertical mientras se separa el cabello del usuario para garantizar el contacto del electrodo con el cuero cabelludo.

"Utilizamos un enfoque múltiple que equilibraba la interoperabilidad, el costo, la portabilidad, la usabilidad, el factor de forma, la confiabilidad y la operación de circuito cerrado", dijo Contreras-Vidal.

En el prototipo actual, se incorporaron cinco electrodos EEG en el soporte de electrodos que abarca las cortezas sensoriomotoras y se incluyeron tres sensores cutáneos para medir el movimiento ocular y los parpadeos. Una unidad de movimiento inercial, que mide el movimiento de la cabeza, permite crear un sistema portátil de imágenes del cerebro y el cuerpo para aplicaciones BCI.

“La mayoría de los sistemas BCI comerciales basados ​​en EEG están conectados a hardware de procesamiento inmóvil o requieren una programación o configuración compleja, lo que dificulta su implementación fuera de la clínica o el laboratorio sin asistencia técnica o una capacitación exhaustiva. Se prefiere un sistema BCI portátil e inalámbrico, ya que se puede utilizar fuera del laboratorio en aplicaciones móviles clínicas y no clínicas en el hogar, el trabajo o el juego”, dijo Contreras-Vidal.

La invención resuelve una serie de necesidades.

"Los amplificadores EEG y los auriculares BCI comerciales actuales son prohibitivamente caros, carecen de interoperabilidad o no proporcionan una alta calidad de señal ni un funcionamiento de circuito cerrado, que son vitales para las aplicaciones BCI", dijo Contreras-Vidal.