Investigadores de Georgia Tech han desarrollado un sensor cerebral de microestructura casi imperceptible que se inserta en los minúsculos espacios entre los folículos pilosos y ligeramente por debajo de la piel. El sensor ofrece señales de alta fidelidad y posibilita el uso continuo de interfaces cerebro-computadora (BCI) en la vida cotidiana.
Las BCI crean una vía de comunicación directa entre la actividad eléctrica cerebral y dispositivos externos como electroencefalógrafos, ordenadores, extremidades robóticas y otros dispositivos de monitorización cerebral. Las señales cerebrales se capturan habitualmente de forma no invasiva mediante electrodos montados en la superficie del cuero cabelludo humano con gel conductor para optimizar la impedancia y la calidad de los datos. Si bien existen métodos de captura de señales más invasivos, como los implantes cerebrales, esta investigación busca crear sensores de fácil colocación y fabricación fiable.
Hong Yeo, profesor de la Cátedra Harris Saunders Jr. de la Escuela de Ingeniería Mecánica George W. Woodruff, combinó la tecnología de microagujas más avanzada con su amplia experiencia en sensores portátiles, lo que podría permitir la detección estable de señales cerebrales durante largos periodos y la fácil inserción de un nuevo sensor inalámbrico BCI de microagujas portátil, indoloro, que se coloca entre los folículos pilosos. La colocación en la piel y el tamaño extremadamente compacto de esta nueva interfaz cerebral inalámbrica podrían ofrecer diversas ventajas en comparación con los electrodos de gel o secos tradicionales.
“Comencé esta investigación porque mi objetivo principal es desarrollar nueva tecnología de sensores para apoyar la atención médica y ya tenía experiencia con interfaces cerebro-computadora y electrónica flexible para el cuero cabelludo”, dijo Yeo, quien también es profesora del Instituto para las Personas y la Tecnología de Georgia Tech. “Sabía que necesitábamos una mejor tecnología de sensores BCI y descubrí que si podemos penetrar ligeramente la piel y evitar el vello miniaturizando el sensor, podemos aumentar drásticamente la calidad de la señal al acercarnos a la fuente de las señales y reducir el ruido no deseado”.
Los sistemas BCI actuales consisten en dispositivos electrónicos voluminosos y sensores rígidos que impiden que las interfaces sean útiles mientras el usuario se mueve durante sus actividades habituales. Yeo y sus colegas construyeron un sensor a microescala para la captura de señales neuronales que se puede usar fácilmente durante las actividades diarias, abriendo un nuevo potencial para los dispositivos BCI. Su tecnología utiliza microagujas de polímero conductor para capturar señales eléctricas y transmitirlas a través de cables flexibles de poliimida/cobre, todos ellos empaquetados en un espacio de menos de un milímetro.
Un estudio con seis personas que usaron el dispositivo para controlar una videollamada de realidad aumentada (RA) reveló que la captura de señales neuronales de alta fidelidad persistió hasta 12 horas con una resistencia eléctrica muy baja en el contacto entre la piel y el sensor. Los participantes pudieron estar de pie, caminar y correr durante la mayor parte del día mientras la interfaz cerebro-computadora registraba y clasificaba con éxito las señales neuronales, indicando el estímulo visual en el que se centraba el usuario con un 96,4% de precisión. Durante la prueba, los participantes pudieron consultar sus contactos telefónicos e iniciar y aceptar videollamadas de RA sin usar las manos, ya que este nuevo sensor cerebral de tamaño micro captaba los estímulos visuales, a la vez que les brindaba total libertad de movimiento. Según Yeo, los resultados sugieren que este sistema BCI portátil puede permitir una actividad de interfaz práctica y continua, lo que podría conducir al uso cotidiano de tecnología integradora máquina-humano.
“Creo firmemente en el poder de la colaboración, ya que muchos de los desafíos actuales son demasiado complejos para que una sola persona los pueda resolver”, afirmó Yeo. “Por lo tanto, quiero expresar mi gratitud a todos los investigadores de mi grupo y a los extraordinarios colaboradores que hicieron posible este trabajo. Seguiré colaborando con el equipo para mejorar la tecnología BCI para la rehabilitación y las prótesis”.
Fuente: Tech Xplore.
