La interfaz cerebro-ordenador permite a los pacientes paralizados para reproducir música con sólo pensar en ello.ICCMR Equipo de Investigación - Universidad de PlymouthUn pianista toca una serie de notas, y los ecos de la mujer que en un sistema de música automatizado.Entonces la mujer va a jugar una simple melodía improvisada sobre una pista de acompañamiento en bucle. No suena como mucho de un desafío musical - excepto que está paralizado a la mujer después de un golpe, y puede hacer solo ojo, movimientos de la cabeza la cara y ligera. Ella está haciendo la música puramente por el pensamiento.
Este es un ensayo de un sistema informático de la música que interactúa directamente con el cerebro del usuario, al recoger la pequeña impulsos eléctricos de las neuronas. El dispositivo, desarrollado por el compositor y el equipo de música Eduardo Miranda, especialista de la Universidad de Plymouth, Reino Unido, en colaboración con científicos de la computación en la Universidad de Essex, con el tiempo debe ayudar a las personas con graves discapacidades físicas, causado por o lesiones de la médula espinal y cerebro, por ejemplo, para hacer la música para fines terapéuticos o recreativos. Los hallazgos aparecen en línea en la revista Música y Medicina 1 .
"Esta es una vía interesante, y podría ser muy útil para los pacientes", dice Rainer Goebel, un neurocientífico de la Universidad de Maastricht en los Países Bajos que trabaja en la interfaz cerebro-ordenador.
Uso terapéutico
La evidencia sugiere que la participación musical puede ser beneficioso para las personas con enfermedades neurodegenerativas como la demencia y la enfermedad de Parkinson. Pero la gente que casi no tienen movimiento de los músculos por lo general han sido excluidas de tales beneficios, y se puede disfrutar de la música sólo a través de la escucha pasiva.
El desarrollo de interfaces cerebro-ordenador (BCI) que permiten a los usuarios controlar las funciones del ordenador con la mente solo ofrecen nuevas posibilidades para estas personas (véase mental de ping-pong podría ayudar a parapléjicos ). En general, estas interfaces se basan en la capacidad del usuario para aprender a auto-inducir estados mentales particulares que pueden ser detectados por las tecnologías de escaneo cerebral.
Miranda y sus colegas han utilizado una de las más antiguas de estos sistemas: la electroencefalografía (EEG), en la cual los electrodos en el cráneo recoger débiles señales de los nervios. La señal del EEG se pueden procesar con rapidez, lo que permite tiempos de respuesta rápidos, y el instrumento es más barato y más portátil que las técnicas de exploración del cerebro, tales como la resonancia magnética y la tomografía por emisión de positrones.
Los esfuerzos previos con BCI se han centrado en mover la pantalla del ordenador iconos como cursores, pero el equipo de Miranda trató de lograr la tarea mucho más compleja de permitir a los usuarios tocar y componer música. Miranda dice que él haya tenido conocimiento del campo entonces emergente del BCIS más de una década atrás, cuando la investigación de cómo hacer música con las ondas cerebrales. "Cuando me di cuenta del potencial de un musical BCI para el bienestar de las personas con discapacidad grave", dice, "yo no podía salir de la sola idea. Ahora no se puede separar este trabajo de mi actividad como compositor."
El truco es enseñar al usuario cómo asociar las señales del cerebro en particular con las tareas específicas mediante la presentación de un estímulo repetir - auditiva, visual o táctil - y conseguir que el usuario se centran en ella. Esto provoca un patrón distintivo, detectable en la señal del EEG. Miranda y sus colegas muestran varios botones de 'parpadeando en la pantalla del ordenador, que cada uno de desencadenar un evento musical. Los usuarios sólo apretar un botón, dirigiendo su atención a ella.
Por ejemplo, un botón puede ser usado para generar una melodía de un conjunto preseleccionado de notas. El usuario puede modificar la intensidad de la señal de control - como "duros" se pulsa el botón - variando la intensidad de la atención, y el resultado se vuelve a administrar visualmente como un cambio en el tamaño del botón. De esta manera, cualquiera de varias notas pueden ser seleccionados por mental alterando la intensidad de la presión.
Con un poco de práctica, esto permite a los usuarios crear una melodía como si se tratara de seleccionar las teclas de un piano. Y, como con el aprendizaje de un instrumento, dicen los investigadores, "cuanto más se practica el mejor uno se vuelve".
Volver en el control
Los investigadores probaron su sistema en un paciente que ha bloqueado en el síndrome, una forma de parálisis casi total causada por lesiones cerebrales, en el Hospital Real de Neuro-discapacidad en Londres. Durante una sesión de dos horas, se puso la caída del sistema y finalmente fue a jugar junto con una pista de fondo. Ella informó que "fue genial estar en control de nuevo".
Goebel señala que los pacientes todavía tienen que ser capaces de controlar sus movimientos de los ojos, que la gente con un total de locked-in no se puede. En tales casos parcial, dice, "por lo general se puede utilizar directamente para la mirada de los dispositivos de control, en lugar de un sistema de EEG". Pero los puntos de Miranda que los ojos mirando por sí sola no permite variaciones en la intensidad de la señal. "Mirando los ojos es comparable al de un ratón o joystick", dice. "Nuestro sistema agrega otra dimensión, que es la intensidad de la elección. Eso es crucial para nuestro sistema musical."
Miranda dice que, si bien el aumento de la complejidad de las tareas musical no es una prioridad, musicoterapeutas han sugerido que sería mejor si el sistema fuera más como un instrumento musical - por ejemplo, con una interfaz que se parece a un teclado de piano. Él admite que no es fácil de aumentar el número de botones o teclas más allá de cuatro, pero confía en que "vamos a llegar con el tiempo".
"Lo intermitente no necesita estar en una pantalla de computadora", dice. Podría, por ejemplo, un teclado físico electrónicos con diodos emisores de luz en las teclas. "Se podía jugar por mirando a las teclas", dice.
