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La UMH utiliza técnicas de inteligencia artificial para estimular a personas con limitación motora

El proyecto que lidera el catedrático Azorín trabaja en el desarrollo de interfaces entre máquina y cerebro no invasivas para la rehabilitación - El uso de algoritmos clarifica los estímulos cerebrales

Uno de los últimos ensayos de los investigadores de la UMH en el Hospital de Toledo. | INFORMACIÓN

Desarrollar interfaces entre máquina y cerebro no invasivas para la rehabilitación de personas que padecen limitación motora y ayudarlas a que, en un futuro, consigan andar. Este es el ambicioso proyecto en el que trabaja el grupo de investigación de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche que lidera el catedrático José María Azorín. Para que los exoesqueletos ayuden a las personas a caminar, los investigadores universitarios centran sus esfuerzos en la interpretación de la información cerebral, por lo que están aplicando diferentes técnicas basadas en la inteligencia artificial.

En el proceso de intención de la marcha se generan una serie de patrones en el cerebro y el objetivo es registrar esa actividad, trasladarla a un ordenador que permita su tratamiento y análisis y enviar la señal de caminar al exoesqueleto para que la estructura facilite el movimiento. El trabajo que están realizando los investigadores de la UMH está enmarcada dentro de uno de los nodos internacionales del Centro Brain, una entidad estadounidense de investigación colaborativa entre industria y universidad en el campo de la neurotecnología.

«En el marco del Centro Brain, desarrollamos aplicaciones tecnológicas para ayudar a las personas con limitaciones motoras a caminar. Hace dos semanas hicimos pruebas en Toledo con lesionados de médula. El resultado fue positivo, ya que se ha validado nuestro sistema con pacientes. Ahora el objetivo es comenzar los ensayos clínicos antes de que finalice el año. Hemos hecho pruebas con pacientes reales que avalan que es posible mejorar su marcha», explica el propio Azorín en unas declaraciones a este diario en las que alude al Hospital de Parapléjicos de Toledo, centro de referencia nacional.

Interrogantes

¿Qué pasa en el cerebro de la persona cuando tiene la intención de caminar? Esta es la gran pregunta a la que quieren dar respuesta los investigadores de la UMH. Para ello se centran en casos de personas con movilidad reducida, ya sea por accidente o por haber sufrido, por ejemplo, un ictus. En estas situaciones la señal que se genera en el cerebro no llega directamente al músculo. Para ello se trabaja en una línea que cuenta con financiación europea y que se enmarca en la investigación de los procesos cerebrales: registran y clasifican las señales encefalográficas para determinar las relacionadas con el proceso de la marcha mediante algoritmos y clasificaciones de patrones.

Los algoritmos con los que trabaja el grupo de Azorín extraen las principales características de la señal y un clasificador determina si los patrones corresponden o no a la intención de iniciar o detener la marcha. Para ello se ponen en práctica técnicas de inteligencia artificial relacionadas con el reconocimiento de patrones y con modelos computacionales de redes neuronales. Esta investigación de la UMH se mueve también en el terreno de las denominadas técnicas «machine-learning», que persiguen un entrenamiento del algoritmo para que aprenda sobre los patrones cerebrales. «Se trata de un proceso de aprendizaje mutuo, en el que la persona aprende a modular sus señales cerebrales y la máquina se va adaptando a los patrones que se van creando», sostiene Azorín.

Otra línea de investigación fuera del ámbito de la salud en la que el equipo de la UMH también utiliza técnicas de inteligencia artificial es en el estudio de la capacidad creativa. En este campo, el objetivo es intentar determinar cuál es la capacidad artística de una persona en relación a su actividad cerebral. «Se trata de una línea de investigación incipiente en la que pretendemos analizar si hay patrones relacionados entre aquellas personas que demuestran una alta capacidad creativa», concluye el catedrático universitario al frente del proyecto.

La labor del grupo de investigación Brain-Machine Interface Systems Lab, que dirige José María Azorín, no se queda solo en el campus de Elche de la Universidad Miguel Hernández (UMH). Prueba de ello son las numerosas colaboraciones que mantienen los investigadores universitarios, tanto con entidades nacionales, como el Hospital de Parapléjicos de Toledo, centro de referencia nacional, como con instituciones extranjeras. De hecho, la UMH ha pasado a formar parte del centro internacional Brain, una unidad que está compuesta por un gran número de empresas y hospitales de Estados Unidos.

El trabajo que realiza el catedrático Azorín y su grupo cuenta con el respaldo de los vicerrectorados de Relaciones Internacionales y de Investigación e Innovación. «Las colaboraciones científicas entre universidades son las mejores herramientas para generar relaciones estables, exitosas y duraderas entre instituciones», asegura el vicerrector Vicente Micol, quien destaca, entre las colaboraciones que mantiene la UMH en el campo de la neurotecnología, la que existe con la Universidad de Houston, con la que hay un convenio de movilidad e intercambio de estudiantes, profesores e investigadores.

La presencia de la institución ilicitana en el Centro Brain también facilita el acceso a nuevas oportunidades de financiación para proyectos de investigación.

Implantes menos lesivos que los actuales en el futuro

Cuando se le pregunta al catedrático José María Azorín por el futuro de este terreno, apunta hacia el desarrollo de interfaces cerebro-máquina implantadas de una forma muy poco lesiva para el usuario, con las que se estimularán los nervios de forma interna, sin la necesidad de un exoesqueleto en aquellos casos en que sea posible. «Ni habrá exoesqueletos ni habrá cascos visibles con electrodos», avanza un Azorín que también hace referencia a los «electroceuticals»: dispositivos electrónicos que se implantan para registran la actividad del sistema nervioso y actúan sobre él.

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