Los sistemas de interfaz cerebro-computadora basado en EEG: características y aplicaciones

The Brain Computer Interface (BCI from its acronym in English) systems rely on the brain's characteristic of emitting electrical signals, and how through the register of these signals, computer commands controlling systems like wheelchairs with motors can be generated. BCI systems have many applications, but their principal objective relies on offering people with motor impairment the possibility to convey the intention through the electrical signal modulation from theirs brain activity. In this article it’s presented a brief description about what is a Brain Computer Interface (BCI), its characteristics; and are described its origins, evolution, constituent elements, brain’s signal treatment contemplating the cerebral function, and most relevant applications.Los sistemas de Interfaz Cerebro Computadora (BCI por su acrónimo en inglés) se basan en la característica del cerebro de emitir señales eléctricas, y cómo a través de la captación de estas señales, se pueden generar comandos de computador que controlen sistemas como sillas de ruedas con motores. Los sistemas BCI tienen diversas aplicaciones, pero su objetivo principal es brindar a personas con discapacidades motrices la posibilidad de transmisión de su intención a través de la modulación de las señales eléctricas en su actividad cerebral. En este artículo se presenta una breve descripción de lo que es una interfaz cerebro-computadora (BCI), sus características; y se describen sus orígenes y evolución, elementos constituyentes, tratamiento de señales cerebrales contemplando la función del cerebro, y las aplicaciones más relevantes

Prototipo para la identificación de cambios visuales en ejercicios de estimulación bioeléctrica neuronal

Auxiliar de InvestigaciónEsta investigación de grado, se llevó a cabo bajo la modalidad trabajo de auxiliar de investigación, el cual se enfocó como un proyecto de desarrollo, bajo los parámetros de la línea de investigación de procesos psicológicos de la Universidad Católica de Colombia. Ante la necesidad de un software a la medida que permita al área de psicología llevar la historia médica de la actividad cerebral en un paciente y poder determinar patrones de hiperactividad a través de la toma y análisis de imágenes encefalografías de los hemisferios de la masa cerebral. Gracias a la implementación del prototipo para la identificación de cambios visuales en ejercicios de estimulación bioeléctrica neuronal se podrán crear mecanismos, actividades o entrenamientos que permita mejorar ese déficit de atención en niños.PregradoIngeniero de Sistema

Analysis of the level of attention and meditation in children, in the development of online classes caused by the covid-19, through a brain-computer interface

ABSTRACT Online classes have become in these times of pandemic by COVID-19, an alternative to continue studying; applied at all educational levels, from schoolchildren to postgraduate studies through University and Technical studies. This study evaluates the levels of attention and meditation applied to children from 8 to 12 years old, when they are doing their virtual classes, using a BCI device, which is installed on the children's head like a headband. Through which the level of attention and meditation is evaluated at the time of taking their classes online. The results show that children when they start their classes have a higher level of concentration compared to when the class is in the middle where children begin to decrease their level of concentration due to distraction, thus increasing their level of meditation. It is concluded that children tend to be distracted when they reach, on average, half the assigned time, this decrease in the concentration level caused by distracting agents, who are at home. Product of the little conditioning that the homes present to carry out academic activities, it is recommended at the time of the virtual classes, it is possible to eliminate, as far as possible these distracting agents, to improve the level of attention and with it a better use of the classes online, it is also recommended that a home environment for these activities be conditioned as much as possible, although being confined at home causes a change in study habits, they must adapt to new ways and one of these is the development of activities that correspond to online classes

Neurotecnología para el ciudadano

Nadie duda de la extraordinaria importancia que las neurociencias tendrán en un futuro cercano, tanto por su impacto sobre la salud y la calidad de vida de la población, como por sus implicaciones económicas, políticas, sociales y culturales

Diseño de un mecanismo robótico de dos grados de libertad para rehabilitación de miembro superior en usuarios con post-infarto cerebral

La presente tesis desarrolla el diseño de un mecanismo robótico de dos grados de libertad para rehabilitación de miembro superior en usuarios con post-infarto cerebral como solución alternativa de rehabilitación al método convencional en mejorar la recuperación del miembro superior. El proyecto responde a un aumento de la población adulta que sufre de alguna discapacidad, el déficit de atención hospitalaria y de infraestructura adecuada en los centros de rehabilitación que generan secuelas en la vida del paciente por no haber sido atendido en el momento oportuno. En el presente documento se describe el mecanismo diseñado, el cual contempla realizar los movimientos de flexo/extensión con un rango de 0 º a 120 º y el de prono/supinación con un rango de 0 º a 90 º. El mecanismo se desarrolló para trabajar con órdenes de un interfaz cerebro computadora, pero puede adaptarse a otras formas de interacción debido a que recibe señales. El primer movimiento se realiza por transmisión de engranajes y el segundo por cable de acero. Además, el mecanismo está acoplado a una base que permite adaptar el diseño robótico a diferentes miembros superiores. El costo de diseño y de fabricación de este dispositivo está alrededor de los S/. 6,000. En el desarrollo de este trabajo se empleó la metodología de diseño de la norma alemana VDI 2206Tesi

Desarrollo de una interfaz cerebro-computador para el control de posición de un robot móvil basado en la interpretación de ondas cerebrales.

Debido al gran avance de la tecnología la idea de mover robots solo “pensando”, o dependiendo de la actividad cerebral de una persona cada vez es más latente, los avances en neurociencia y robótica han permitido realizar diversas aplicaciones de control de robots utilizando técnicas no invasivas, entre las cuales se encuentra la interfaz BCI basado en el análisis de electroencefalograma (EEG) para ayudar a los pacientes con discapacidad motora. La capacidad de dar órdenes a un robot móvil a través de los pensamientos para que este pueda trasladar objetos de un lugar a otro cuando una persona se encuentre temporal o definitivamente incapacitada de realizar tareas por sí solo, le permitirá recuperar cierto grado de control e independencia. Por tal motivo se pretende integrar tecnologías existentes para desarrollar un sistema BCI que permita controlar el movimiento de un robot básico a través de la interpretación de la actividad neuronal de un individuo. Esto con el objetivo de generar un punto de inicio para futuros proyectos, concretamente aplicaciones para personas que poseen una discapacidad motora grave y puedan ser capaces de controlar una silla de ruedas o mover un brazo robótico mediante un BCI personalizado.Due to the great progress of technology, the idea of moving robots only "thinking", or depending on the brain activity of a person is becoming more and more latent, advances in neuroscience and robotics have enabled various applications of robot control using non-invasive techniques, among which is the BCI interface based on the analysis of electroencephalogram (EEG) to help patients with motor disabilities. The ability to give commands to a mobile robot through thoughts so that it can move objects from one place to another when a person is temporarily or permanently unable to perform tasks on their own, will allow them to regain a certain degree of control and independence. For this reason, we intend to integrate existing technologies to develop a BCI system to control the movement of a basic robot through the interpretation of the neural activity of an individual. This with the aim of generating a starting point for future projects, specifically applications for people who have a severe motor disability and may be able to control a wheelchair or move a robotic arm through a customized BCI

METODOLOGÍA PARA EL ESTUDIO DE SEÑALES SINÁPTICAS MEDIANTE UN SISTEMA DE EEG PORTÁTIL (METHODOLOGY FOR STUDYING SYNAPTIC SIGNALS USING A PORTABLE EEG SYSTEM)

Resumen El EMOTIV EPOC+ es un sistema de electroencefalograma (EEG) portátil de alta resolución frecuentemente utilizado para sistemas BCI que es una interfaz de computadora con el cerebro. La interfaz cerebro-computadora (BCI) a través de la electroencefalografía (EEG) atrae la atención de la comunidad científica gracias a sus últimas mejoras en términos de rendimiento y aplicaciones. Mediante el software EmotivPRO se adquieren las señales EEG del EPOC + a través de conexión Bluetooth entre el auricular y la computadora. El análisis en frecuencia permite la detección y el estudio de trastornos psicológicos, el software EmotivPro permite obtener las frecuencias fundamentales derivadas del cálculo de la Transformada Rápida de Fourier. Esta información ha sido utilizada por diversos autores para el análisis de patologías psicológicas. El presente estudio se centra en el uso del Emotiv Epoc utilizando el software EmotivPro para obtener las señales alpha, beta, theta y gamma ya que estas son los marcadores que diferencian entre una persona sana y una persona con algún tipo de trastorno psicológico. Palabras Clave: Electroencefalograma, Emotiv, trastorno psicológico. Abstract The EMOTIV EPOC + is a high resolution portable electroencephalogram (EEG) system frequently used for BCI systems that is a computer interface to the brain. The brain-computer interface (BCI) through electroencephalography (EEG) attracts the attention of the scientific community thanks to its latest improvements in terms of performance and applications. Through the EmotivPRO software, the EEG signals of the EPOC + are acquired through a Bluetooth connection between the headset and the computer. The frequency analysis allows the detection and study of psychological disorders, the EmotivPro software allows obtaining the fundamental frequencies derived from the calculation of the Fast Fourier Transform. This information has been used by various authors for the analysis of psychological pathologies. The present study focuses on the use of the Emotiv Epoc using the EmotivPro software to obtain the alpha, beta, theta and gamma signals since these are the markers that differentiate between a healthy person and a person with some type of psychological disorder. Keywords: Electroencephalogram, Emotiv, psychological disorder

Modelo de interfaz cerebro-computador de bajo costo como medio para mejorar la calidad de vida de las personas de la tercera edad

Information technology offers great potential to improve the quality of life and foster independence of the elderly. Current technological advances such as solutions for human problems on labor inclusion, work environments and security have inspired us to write this article and take the opportunity to understand how an abstraction of a concept can be materialized in a reality. At the same time, through the development of a computer interface model we will have the opportunity to assist the older people in everyday tasks and activities. This article presents how, through signal processing of brainwaves, actions or tasks can be carried out using translation algorithms. Previously, the use of the mind to control objects would only be possible within our imagination but not in reality. Currently projects, studies and research are being conductred in this area, that are making a great difference to the point that now it is possible to go beyond our imagination; beyond what we once thought impossible. This paper presents a proposal for the development of an environment to improve the quality of life of the elderly based on the brain computer interfaz-BCI systems so that they can support the daily interaction with their environment. It considers part of the globaland regional panorama where this conceptualization is crystallized in applications that provide a better quality of life.La tecnología informática promete un gran potencial para mejorar la calidad de vida y fomentar la independencia de los ancianos. Los escenarios tecnológicos actuales, como las soluciones para problemas humanos sobre inclusión laboral, entornos de trabajo y seguridad, nos han inspirado a escribir este artículo y lo tomamos como una oportunidad para comprender cómo una abstracción de un concepto puede materializarse en una realidad. Al mismo tiempo, mediante el desarrollo de un modelo de interfazinformática, tendremos la oportunidad de ayudar a las personas mayores en las tareas y actividades cotidianas. Este artículo expone cómo, a través del procesamiento de señales cerebrales, se pueden llevar a cabo acciones o tareas mediante el uso de algoritmos de traducción. Anteriormente, el uso de la mente para controlar objetos solo sería posible dentro de nuestra imaginación más no en la realidad. Actualmente se están llevando a cabo proyectos, estudios e investigaciones en vía de desarrollo que permiten marcar una gran diferencia a tal punto que ahora es posible ir más allá de nuestra imaginación; ir más allá de aquelloque alguna vez creímos imposible. Se presenta una propuesta para el desarrollo de un entorno para mejorar la calidad de vida de las personas de la tercera edad basado en los sistemas de interfaz cerebro-computadora (Brain-Computer Interfase-BCI), de modo tal que estos puedan apoyar en lainteracción diaria con su entorno. Se plantea parte del panorama global y regional en donde esta conceptualización se cristaliza en aplicaciones que proveen una mejor calidad de vida