Una guía sobre dispositivos de interfaz cerebro-computadora
H.B. Duran
Actualizado el
23 sept 2024
Una guía sobre dispositivos de interfaz cerebro-computadora
H.B. Duran
Actualizado el
23 sept 2024
Una guía sobre dispositivos de interfaz cerebro-computadora
H.B. Duran
Actualizado el
23 sept 2024
Gracias a proyectos de gran perfil como Neuralink de Elon Musk, las interfaces cerebro-computadora (BCI) han captado la atención mundial en los últimos años. Sin embargo, te sorprenderá saber que la tecnología BCI existe desde hace más de cuatro décadas y que no necesitas cirugía para crear tus propios proyectos "controlados por el pensamiento".
Emotiv debutó en 2011, presentando su primer auricular EEG inalámbrico como un revolucionario dispositivo de juego BCI. Desde entonces, la tecnología ha avanzado significativamente junto con los algoritmos de aprendizaje automático y los sensores de ondas cerebrales mejorados. Hoy en día, los entusiastas de las BCI siguen recurriendo a Emotiv para las necesidades de sus proyectos de interfaz cerebro-computadora.
Ya seas un principiante o un profesional experimentado, el mundo de las BCI ofrece emocionantes oportunidades para la innovación y el descubrimiento. Aquí tienes una guía de dispositivos de interfaz cerebro-computadora para ayudarte a comprender y acceder a este fascinante mundo.
Entendiendo la tecnología de interfaz cerebro-computadora
La tecnología de interfaz cerebro-computadora (BCI) permite la comunicación directa entre el cerebro y los dispositivos externos. Técnicamente, cualquier dispositivo que lea las señales cerebrales es una BCI. Más recientemente, el término se ha utilizado principalmente para describir las BCI que te permiten controlar dispositivos con el "pensamiento". La misma tecnología que ayuda a comprender la función cerebral puede traducir las señales cerebrales en comandos para diversas tareas, incluyendo el control de un cursor de computadora, el movimiento de extremidades protésicas y la creación de experiencias de juego interactivas. La tecnología BCI está ofreciendo una nueva esperanza a quienes no tienen el uso de sus extremidades, además de a los innovadores sanos y aficionados de todo el mundo.
Dado que "BCI" se ha convertido en una palabra de moda en la cultura popular, es importante distinguir entre los tipos de dispositivos de interfaz cerebro-computadora para aliviar la confusión y así los consumidores e instituciones puedan elegir el dispositivo BCI adecuado para ellos.
Dispositivos BCI: Cirugía vs. Auricular
Actualmente existen dos tipos distintos de dispositivos de interfaz cerebro-computadora: aquellos implantados en el cerebro y los que leen las señales cerebrales desde el cuero cabelludo (Fig. 1). Aquí están las diferencias.
Figura 1. Clasificación de las tecnologías de adquisición de señales BCI. (a) es el diagrama de clasificación de la dimensión quirúrgica, que incluye tres niveles: no invasivo, mínimamente invasivo e invasivo. (b) muestra el diagrama de clasificación de la dimensión de detección, que incluye tres niveles: no implantación, intervención e implantación. [1]
Intracraneal (Invasivo)
La electroencefalografía intracraneal (iEEG) implanta electrodos directamente dentro de la cabeza de una persona. Esto permite a los médicos obtener una señal electrónica clara para la investigación, detección y tratamiento. Los implantes cerebrales pueden leer datos, estimular el cerebro, o ambos. Los usos incluyen, entre otros, la evaluación de crisis epilépticas [2], el tratamiento de enfermedades mentales [3], la superación de la parálisis, la habilitación del paso del pensamiento a texto o de pensamiento a voz (Fig. 2) e incluso la restauración de la visión [4][5].
La Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. (FDA) define los dispositivos BCI implantados como "neuroprótesis que se interconectan con el sistema nervioso central o periférico para restaurar las capacidades motoras y/o sensoriales perdidas en pacientes con parálisis o amputación" [6].
Figura 2. Casey Harrell, quien padece ELA, habla de nuevo con la ayuda de un implante BCI a través del ensayo clínico BrainGate. (Crédito: UC Regents)
Intracraneal (Mínimamente invasivo)
Los investigadores han experimentado con métodos menos invasivos para leer información directa del cerebro. Un método es el endovascular (Fig. 3), que envía electrodos al cerebro a través de un stent por los vasos sanguíneos [7][8].
Otro método se llama electrocorticográfico (ECoG), que requiere la colocación quirúrgica de electrodos debajo del cráneo, ya sea debajo de la duramadre (ECoG subdural) o fuera de la duramadre (ECoG epidural). El procedimiento es invasivo pero menos que los implantes BCI tradicionales [9].
Figura 3. A, Esquema de la interfaz cerebro-computadora (BCI) totalmente implantada. Se implanta un dispositivo con electrodos en el vaso sanguíneo del seno sagital superior (recuadro) y se conecta a una unidad transmisora receptora implantable (IRTU) en el bolsillo subcutáneo. La IRTU se comunica con una unidad externa de telemetría receptora (ERTU), que retransmite las señales a una unidad de control de señales para controlar una computadora portátil o tableta. B, BCI con un rastreador ocular para control informático. El seguimiento ocular se utiliza para mover el cursor y la BCI se utiliza para hacer clic. C, BCI sin seguimiento ocular para control informático. Un escáner de elementos resalta los elementos en secuencia y la BCI se utiliza para hacer clic en un elemento cuando está resaltado [7].
BCI no invasiva (Auriculares EEG)
Figura 4. John participa en BCI4Kids, un programa que ayuda a niños con discapacidades a interactuar con su entorno utilizando interfaces cerebro-computadora. Puedes ver la obra de arte de John impulsada por el cerebro AQUÍ.
Los dispositivos BCI no invasivos utilizan electrodos para leer las señales eléctricas a través del cuero cabelludo de una persona. Tradicionalmente, este proceso se ha limitado a un entorno de laboratorio, pero la llegada de dispositivos EEG inalámbricos de grado de investigación ha permitido lecturas precisas de ondas cerebrales en cualquier lugar (Fig. 4).
Actualmente, hay decenas de auriculares BCI no invasivos en el mercado, muchos de los cuales están diseñados con un propósito único en mente, como el monitoreo del sueño o de la concentración. Los precios pueden variar desde unos pocos cientos de dólares hasta cientos de miles. Emotiv ofrece la gama de dispositivos BCI inalámbricos más versátil y asequible, que va desde dos sensores hasta 32, utilizados por neurocientíficos, estudiantes, educadores, innovadores, jugadores, aficionados y artistas en todo el mundo.
Según una auditoría de 2022 de artículos revisados por pares [10], Emotiv es el dispositivo EEG de consumo más utilizado (67.69%) para la investigación científica. Los investigadores confían en Emotiv por su rendimiento científicamente validado, su asequibilidad en comparación con los equipos tradicionales de laboratorio EEG y su versatilidad. El mismo auricular Emotiv utilizado en un laboratorio universitario para realizar investigaciones revolucionarias sobre el cerebro humano se puede compartir con el departamento de música para una presentación con BCI, luego pasarse al departamento de psicología para un aprendizaje práctico y compartirse con un club de estudiantes de BCI para hacer carreras de drones impulsados por el cerebro.
Dispositivos BCI de Emotiv
En Emotiv, tenemos dispositivos BCI inalámbricos tanto para principiantes como para usuarios experimentados.
Arriba: Se controla una silla de ruedas utilizando Emotiv Flex como dispositivo BCI [11].
Arriba: Un estudiante utiliza Epoc X y una placa Arduino para controlar un brazo robótico. (Fuente: Matt Su)
Arriba: Un estudiante de la Universidad de Florida lleva un dispositivo BCI Emotiv Insight para controlar un dron. (Fuente)
Figura 5. La jugadora de Twitch Perrikaryal utiliza con éxito un dispositivo corporal cerebral Emotiv MN8 de 2 canales para controlar una partida de Halo con BCI.
Primeros pasos con tu proyecto BCI
¿Ya tienes experiencia en programación? | ¿Eres nuevo en las BCI? |
Comienza aquí:
| Aquí tienes una guía de inicio rápido: Cómo construir un proyecto BCI con auriculares EEG de Emotiv |
¿Cómo utilizo la BCI?
Necesitas cinco elementos básicos para comenzar tu proyecto BCI.
Un objetivo claro
Dispositivo de adquisición de señales, como un auricular EEG de Emotiv
Software de procesamiento de señales, como EmotivBCI.
Comandos BCI asignados (se requiere cierta experiencia en programación)
Acceso al dispositivo que deseas controlar mediante SDK, placa Arduino, etc.
Un dispositivo para recibir los comandos BCI
Elegir los dispositivos BCI adecuados
Seleccionar el dispositivo BCI adecuado es fundamental para el éxito de tu proyecto. Aquí tienes algunas consideraciones clave:
Facilidad de uso: Busca un dispositivo que sea fácil de usar y de configurar, especialmente si eres principiante. Los dispositivos BCI de Emotiv se configuran en minutos con sensores secos, semisecos y de solución salina.
Funcionalidad: Asegúrate de que el dispositivo ofrezca las funciones y capacidades necesarias para tu proyecto específico. Los auriculares Emotiv censan todo el cerebro pero, como regla general, las BCI funcionan mejor con más sensores. Bajo esa lógica, Emotiv Flex utiliza hasta 32 sensores para un máximo sensado cerebral, pero nuestros usuarios suelen encontrar que Epoc X o Insight son más que adecuados para sus proyectos de BCI e investigación. Los dispositivos corporales cerebrales MN8, por su parte, son perfectos para el desarrollo de aplicaciones móviles BCI.
Colocación de sensores: Al seleccionar un auricular EEG, considera dónde están ubicados los sensores y cómo afecta eso a tus necesidades. Por ejemplo, algunos dispositivos BCI en el mercado tienen solo un sensor o múltiples sensores ubicados únicamente en la parte posterior de la cabeza.
Sensores húmedos frente a secos: Considera la comodidad y la calidad de la señal al seleccionar un dispositivo BCI, especialmente si planeas usarlo durante largos períodos de tiempo. La solución salina es más cómoda que el gel, los sensores semisecos son más fáciles de usar que la solución salina y los sensores secos son los más cómodos de usar. Compara la calidad de la señal de los dispositivos Emotiv.
Compatibilidad: Elige un dispositivo que se integre bien con tus herramientas de software y hardware existentes. Si deseas integrar una BCI en un sistema existente (drones, Spotify, Internet de las cosas, etc.), asegúrate de tener acceso a la API o al SDK.
Soporte: Elige un dispositivo de una empresa que ofrezca un soporte sólido y que tenga una comunidad de usuarios activa. Emotiv ofrece una amplia base de conocimientos y atención al cliente.
Datos y privacidad: Tu privacidad neuronal importa. Por eso, desde el primer día, Emotiv ha diseñado su recopilación de datos EEG pensando en la privacidad. Mira cómo protege Emotiv tus datos cerebrales.
Conclusión
Iniciar un proyecto BCI es un viaje emocionante que ofrece un inmenso potencial de innovación e impacto. Ya seas un principiante o un profesional experimentado, Emotiv proporciona las herramientas y el soporte que necesitas para tener éxito. Con el dispositivo BCI adecuado y una visión clara, puedes desbloquear nuevas posibilidades.
Descubre hoy mismo los dispositivos y recursos BCI de Emotiv para comenzar a trabajar en tu proyecto BCI. Únete a la comunidad de innovadores e investigadores que están dando forma al futuro de la interacción humano-tecnología con la tecnología BCI.
Únete a nuestra comunidad de desarrolladores
¡Comparte tus proyectos BCI con nosotros! Etiqueta a #Emotiv en las redes sociales o envía un correo electrónico a hello@emotiv.com.
¿Necesitas más ayuda? CONTÁCTANOS
Referencias
Y. Sun et al., “Signal acquisition of brain-computer interfaces: A medical-engineering crossover perspective review,” Fundamental Research, Apr. 2024, doi: 10.1016/j.fmre.2024.04.011. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325824001559
P. S. Reif, A. Strzelczyk, and F. Rosenow, “The history of invasive EEG evaluation in epilepsy patients,” Seizure, vol. 41, pp. 191–195, Apr. 2016, doi: 10.1016/j.seizure.2016.04.006.
Center for Devices and Radiological Health, “Implanted Brain-Computer Interface (BCI) Devices for Patients with Paralysis or Amputation - Non-clinical Testing and Clinical Considerations,” U.S. Food And Drug Administration, May 20, 2021. https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/implanted-brain-computer-interface-bci-devices-patients-paralysis-or-amputation-non-clinical-testing
Y.-H. Nho et al., “Responsive deep brain stimulation guided by ventral striatal electrophysiology of obsession durably ameliorates compulsion,” Neuron, vol. 112, no. 1, pp. 73-83.e4, Jan. 2024, doi: 10.1016/j.neuron.2023.09.034.
“Neuralink on X: ‘We have received Breakthrough Device Designation from the FDA for Blindsight. Join us in our quest to bring back sight to those who have lost it. Apply to our Patient Registry and openings on our career page https://t.co/abBMTdv7Rh’ / X,” X (antes Twitter). https://x.com/neuralink/status/1836118060308271306?ref_src=twsrc%5Egoogle%7Ctwcamp%5Eserp%7Ctwgr%5Etweet
M. Ptito, M. Bleau, I. Djerourou, S. Paré, F. C. Schneider, and D.-R. Chebat, “Brain-Machine interfaces to assist the blind,” Frontiers in Human Neuroscience, vol. 15, Feb. 2021, doi: 10.3389/fnhum.2021.638887.
P. Mitchell et al., “Assessment of safety of a fully implanted endovascular Brain-Computer interface for severe paralysis in 4 patients,” JAMA Neurology, vol. 80, no. 3, p. 270, Mar. 2023, doi: 10.1001/jamaneurol.2022.4847.
Q. He et al., “The brain nebula: minimally invasive brain–computer interface by endovascular neural recording and stimulation,” Journal of NeuroInterventional Surgery, p. jnis-021296, Feb. 2024, doi: 10.1136/jnis-2023-021296.
R. P. N. Rao, “Semi-Invasive BCIs,” in Cambridge University Press eBooks, 2013, pp. 149–176. doi: 10.1017/cbo9781139032803.012.
J. Sabio, N. S. Williams, G. M. McArthur, and N. A. Badcock, “A scoping review on the use of consumer-grade EEG devices for research,” bioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory), Dec. 2022, doi: 10.1101/2022.12.04.519056.
D. Pawuś and S. Paszkiel, “BCI wheelchair control using expert system classifying EEG signals based on power spectrum estimation and nervous tics detection,” Applied Sciences, vol. 12, no. 20, p. 10385, Oct. 2022, doi: 10.3390/app122010385.
Gracias a proyectos de gran perfil como Neuralink de Elon Musk, las interfaces cerebro-computadora (BCI) han captado la atención mundial en los últimos años. Sin embargo, te sorprenderá saber que la tecnología BCI existe desde hace más de cuatro décadas y que no necesitas cirugía para crear tus propios proyectos "controlados por el pensamiento".
Emotiv debutó en 2011, presentando su primer auricular EEG inalámbrico como un revolucionario dispositivo de juego BCI. Desde entonces, la tecnología ha avanzado significativamente junto con los algoritmos de aprendizaje automático y los sensores de ondas cerebrales mejorados. Hoy en día, los entusiastas de las BCI siguen recurriendo a Emotiv para las necesidades de sus proyectos de interfaz cerebro-computadora.
Ya seas un principiante o un profesional experimentado, el mundo de las BCI ofrece emocionantes oportunidades para la innovación y el descubrimiento. Aquí tienes una guía de dispositivos de interfaz cerebro-computadora para ayudarte a comprender y acceder a este fascinante mundo.
Entendiendo la tecnología de interfaz cerebro-computadora
La tecnología de interfaz cerebro-computadora (BCI) permite la comunicación directa entre el cerebro y los dispositivos externos. Técnicamente, cualquier dispositivo que lea las señales cerebrales es una BCI. Más recientemente, el término se ha utilizado principalmente para describir las BCI que te permiten controlar dispositivos con el "pensamiento". La misma tecnología que ayuda a comprender la función cerebral puede traducir las señales cerebrales en comandos para diversas tareas, incluyendo el control de un cursor de computadora, el movimiento de extremidades protésicas y la creación de experiencias de juego interactivas. La tecnología BCI está ofreciendo una nueva esperanza a quienes no tienen el uso de sus extremidades, además de a los innovadores sanos y aficionados de todo el mundo.
Dado que "BCI" se ha convertido en una palabra de moda en la cultura popular, es importante distinguir entre los tipos de dispositivos de interfaz cerebro-computadora para aliviar la confusión y así los consumidores e instituciones puedan elegir el dispositivo BCI adecuado para ellos.
Dispositivos BCI: Cirugía vs. Auricular
Actualmente existen dos tipos distintos de dispositivos de interfaz cerebro-computadora: aquellos implantados en el cerebro y los que leen las señales cerebrales desde el cuero cabelludo (Fig. 1). Aquí están las diferencias.
Figura 1. Clasificación de las tecnologías de adquisición de señales BCI. (a) es el diagrama de clasificación de la dimensión quirúrgica, que incluye tres niveles: no invasivo, mínimamente invasivo e invasivo. (b) muestra el diagrama de clasificación de la dimensión de detección, que incluye tres niveles: no implantación, intervención e implantación. [1]
Intracraneal (Invasivo)
La electroencefalografía intracraneal (iEEG) implanta electrodos directamente dentro de la cabeza de una persona. Esto permite a los médicos obtener una señal electrónica clara para la investigación, detección y tratamiento. Los implantes cerebrales pueden leer datos, estimular el cerebro, o ambos. Los usos incluyen, entre otros, la evaluación de crisis epilépticas [2], el tratamiento de enfermedades mentales [3], la superación de la parálisis, la habilitación del paso del pensamiento a texto o de pensamiento a voz (Fig. 2) e incluso la restauración de la visión [4][5].
La Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. (FDA) define los dispositivos BCI implantados como "neuroprótesis que se interconectan con el sistema nervioso central o periférico para restaurar las capacidades motoras y/o sensoriales perdidas en pacientes con parálisis o amputación" [6].
Figura 2. Casey Harrell, quien padece ELA, habla de nuevo con la ayuda de un implante BCI a través del ensayo clínico BrainGate. (Crédito: UC Regents)
Intracraneal (Mínimamente invasivo)
Los investigadores han experimentado con métodos menos invasivos para leer información directa del cerebro. Un método es el endovascular (Fig. 3), que envía electrodos al cerebro a través de un stent por los vasos sanguíneos [7][8].
Otro método se llama electrocorticográfico (ECoG), que requiere la colocación quirúrgica de electrodos debajo del cráneo, ya sea debajo de la duramadre (ECoG subdural) o fuera de la duramadre (ECoG epidural). El procedimiento es invasivo pero menos que los implantes BCI tradicionales [9].
Figura 3. A, Esquema de la interfaz cerebro-computadora (BCI) totalmente implantada. Se implanta un dispositivo con electrodos en el vaso sanguíneo del seno sagital superior (recuadro) y se conecta a una unidad transmisora receptora implantable (IRTU) en el bolsillo subcutáneo. La IRTU se comunica con una unidad externa de telemetría receptora (ERTU), que retransmite las señales a una unidad de control de señales para controlar una computadora portátil o tableta. B, BCI con un rastreador ocular para control informático. El seguimiento ocular se utiliza para mover el cursor y la BCI se utiliza para hacer clic. C, BCI sin seguimiento ocular para control informático. Un escáner de elementos resalta los elementos en secuencia y la BCI se utiliza para hacer clic en un elemento cuando está resaltado [7].
BCI no invasiva (Auriculares EEG)
Figura 4. John participa en BCI4Kids, un programa que ayuda a niños con discapacidades a interactuar con su entorno utilizando interfaces cerebro-computadora. Puedes ver la obra de arte de John impulsada por el cerebro AQUÍ.
Los dispositivos BCI no invasivos utilizan electrodos para leer las señales eléctricas a través del cuero cabelludo de una persona. Tradicionalmente, este proceso se ha limitado a un entorno de laboratorio, pero la llegada de dispositivos EEG inalámbricos de grado de investigación ha permitido lecturas precisas de ondas cerebrales en cualquier lugar (Fig. 4).
Actualmente, hay decenas de auriculares BCI no invasivos en el mercado, muchos de los cuales están diseñados con un propósito único en mente, como el monitoreo del sueño o de la concentración. Los precios pueden variar desde unos pocos cientos de dólares hasta cientos de miles. Emotiv ofrece la gama de dispositivos BCI inalámbricos más versátil y asequible, que va desde dos sensores hasta 32, utilizados por neurocientíficos, estudiantes, educadores, innovadores, jugadores, aficionados y artistas en todo el mundo.
Según una auditoría de 2022 de artículos revisados por pares [10], Emotiv es el dispositivo EEG de consumo más utilizado (67.69%) para la investigación científica. Los investigadores confían en Emotiv por su rendimiento científicamente validado, su asequibilidad en comparación con los equipos tradicionales de laboratorio EEG y su versatilidad. El mismo auricular Emotiv utilizado en un laboratorio universitario para realizar investigaciones revolucionarias sobre el cerebro humano se puede compartir con el departamento de música para una presentación con BCI, luego pasarse al departamento de psicología para un aprendizaje práctico y compartirse con un club de estudiantes de BCI para hacer carreras de drones impulsados por el cerebro.
Dispositivos BCI de Emotiv
En Emotiv, tenemos dispositivos BCI inalámbricos tanto para principiantes como para usuarios experimentados.
Arriba: Se controla una silla de ruedas utilizando Emotiv Flex como dispositivo BCI [11].
Arriba: Un estudiante utiliza Epoc X y una placa Arduino para controlar un brazo robótico. (Fuente: Matt Su)
Arriba: Un estudiante de la Universidad de Florida lleva un dispositivo BCI Emotiv Insight para controlar un dron. (Fuente)
Figura 5. La jugadora de Twitch Perrikaryal utiliza con éxito un dispositivo corporal cerebral Emotiv MN8 de 2 canales para controlar una partida de Halo con BCI.
Primeros pasos con tu proyecto BCI
¿Ya tienes experiencia en programación? | ¿Eres nuevo en las BCI? |
Comienza aquí:
| Aquí tienes una guía de inicio rápido: Cómo construir un proyecto BCI con auriculares EEG de Emotiv |
¿Cómo utilizo la BCI?
Necesitas cinco elementos básicos para comenzar tu proyecto BCI.
Un objetivo claro
Dispositivo de adquisición de señales, como un auricular EEG de Emotiv
Software de procesamiento de señales, como EmotivBCI.
Comandos BCI asignados (se requiere cierta experiencia en programación)
Acceso al dispositivo que deseas controlar mediante SDK, placa Arduino, etc.
Un dispositivo para recibir los comandos BCI
Elegir los dispositivos BCI adecuados
Seleccionar el dispositivo BCI adecuado es fundamental para el éxito de tu proyecto. Aquí tienes algunas consideraciones clave:
Facilidad de uso: Busca un dispositivo que sea fácil de usar y de configurar, especialmente si eres principiante. Los dispositivos BCI de Emotiv se configuran en minutos con sensores secos, semisecos y de solución salina.
Funcionalidad: Asegúrate de que el dispositivo ofrezca las funciones y capacidades necesarias para tu proyecto específico. Los auriculares Emotiv censan todo el cerebro pero, como regla general, las BCI funcionan mejor con más sensores. Bajo esa lógica, Emotiv Flex utiliza hasta 32 sensores para un máximo sensado cerebral, pero nuestros usuarios suelen encontrar que Epoc X o Insight son más que adecuados para sus proyectos de BCI e investigación. Los dispositivos corporales cerebrales MN8, por su parte, son perfectos para el desarrollo de aplicaciones móviles BCI.
Colocación de sensores: Al seleccionar un auricular EEG, considera dónde están ubicados los sensores y cómo afecta eso a tus necesidades. Por ejemplo, algunos dispositivos BCI en el mercado tienen solo un sensor o múltiples sensores ubicados únicamente en la parte posterior de la cabeza.
Sensores húmedos frente a secos: Considera la comodidad y la calidad de la señal al seleccionar un dispositivo BCI, especialmente si planeas usarlo durante largos períodos de tiempo. La solución salina es más cómoda que el gel, los sensores semisecos son más fáciles de usar que la solución salina y los sensores secos son los más cómodos de usar. Compara la calidad de la señal de los dispositivos Emotiv.
Compatibilidad: Elige un dispositivo que se integre bien con tus herramientas de software y hardware existentes. Si deseas integrar una BCI en un sistema existente (drones, Spotify, Internet de las cosas, etc.), asegúrate de tener acceso a la API o al SDK.
Soporte: Elige un dispositivo de una empresa que ofrezca un soporte sólido y que tenga una comunidad de usuarios activa. Emotiv ofrece una amplia base de conocimientos y atención al cliente.
Datos y privacidad: Tu privacidad neuronal importa. Por eso, desde el primer día, Emotiv ha diseñado su recopilación de datos EEG pensando en la privacidad. Mira cómo protege Emotiv tus datos cerebrales.
Conclusión
Iniciar un proyecto BCI es un viaje emocionante que ofrece un inmenso potencial de innovación e impacto. Ya seas un principiante o un profesional experimentado, Emotiv proporciona las herramientas y el soporte que necesitas para tener éxito. Con el dispositivo BCI adecuado y una visión clara, puedes desbloquear nuevas posibilidades.
Descubre hoy mismo los dispositivos y recursos BCI de Emotiv para comenzar a trabajar en tu proyecto BCI. Únete a la comunidad de innovadores e investigadores que están dando forma al futuro de la interacción humano-tecnología con la tecnología BCI.
Únete a nuestra comunidad de desarrolladores
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Referencias
Y. Sun et al., “Signal acquisition of brain-computer interfaces: A medical-engineering crossover perspective review,” Fundamental Research, Apr. 2024, doi: 10.1016/j.fmre.2024.04.011. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325824001559
P. S. Reif, A. Strzelczyk, and F. Rosenow, “The history of invasive EEG evaluation in epilepsy patients,” Seizure, vol. 41, pp. 191–195, Apr. 2016, doi: 10.1016/j.seizure.2016.04.006.
Center for Devices and Radiological Health, “Implanted Brain-Computer Interface (BCI) Devices for Patients with Paralysis or Amputation - Non-clinical Testing and Clinical Considerations,” U.S. Food And Drug Administration, May 20, 2021. https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/implanted-brain-computer-interface-bci-devices-patients-paralysis-or-amputation-non-clinical-testing
Y.-H. Nho et al., “Responsive deep brain stimulation guided by ventral striatal electrophysiology of obsession durably ameliorates compulsion,” Neuron, vol. 112, no. 1, pp. 73-83.e4, Jan. 2024, doi: 10.1016/j.neuron.2023.09.034.
“Neuralink on X: ‘We have received Breakthrough Device Designation from the FDA for Blindsight. Join us in our quest to bring back sight to those who have lost it. Apply to our Patient Registry and openings on our career page https://t.co/abBMTdv7Rh’ / X,” X (antes Twitter). https://x.com/neuralink/status/1836118060308271306?ref_src=twsrc%5Egoogle%7Ctwcamp%5Eserp%7Ctwgr%5Etweet
M. Ptito, M. Bleau, I. Djerourou, S. Paré, F. C. Schneider, and D.-R. Chebat, “Brain-Machine interfaces to assist the blind,” Frontiers in Human Neuroscience, vol. 15, Feb. 2021, doi: 10.3389/fnhum.2021.638887.
P. Mitchell et al., “Assessment of safety of a fully implanted endovascular Brain-Computer interface for severe paralysis in 4 patients,” JAMA Neurology, vol. 80, no. 3, p. 270, Mar. 2023, doi: 10.1001/jamaneurol.2022.4847.
Q. He et al., “The brain nebula: minimally invasive brain–computer interface by endovascular neural recording and stimulation,” Journal of NeuroInterventional Surgery, p. jnis-021296, Feb. 2024, doi: 10.1136/jnis-2023-021296.
R. P. N. Rao, “Semi-Invasive BCIs,” in Cambridge University Press eBooks, 2013, pp. 149–176. doi: 10.1017/cbo9781139032803.012.
J. Sabio, N. S. Williams, G. M. McArthur, and N. A. Badcock, “A scoping review on the use of consumer-grade EEG devices for research,” bioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory), Dec. 2022, doi: 10.1101/2022.12.04.519056.
D. Pawuś and S. Paszkiel, “BCI wheelchair control using expert system classifying EEG signals based on power spectrum estimation and nervous tics detection,” Applied Sciences, vol. 12, no. 20, p. 10385, Oct. 2022, doi: 10.3390/app122010385.
Gracias a proyectos de gran perfil como Neuralink de Elon Musk, las interfaces cerebro-computadora (BCI) han captado la atención mundial en los últimos años. Sin embargo, te sorprenderá saber que la tecnología BCI existe desde hace más de cuatro décadas y que no necesitas cirugía para crear tus propios proyectos "controlados por el pensamiento".
Emotiv debutó en 2011, presentando su primer auricular EEG inalámbrico como un revolucionario dispositivo de juego BCI. Desde entonces, la tecnología ha avanzado significativamente junto con los algoritmos de aprendizaje automático y los sensores de ondas cerebrales mejorados. Hoy en día, los entusiastas de las BCI siguen recurriendo a Emotiv para las necesidades de sus proyectos de interfaz cerebro-computadora.
Ya seas un principiante o un profesional experimentado, el mundo de las BCI ofrece emocionantes oportunidades para la innovación y el descubrimiento. Aquí tienes una guía de dispositivos de interfaz cerebro-computadora para ayudarte a comprender y acceder a este fascinante mundo.
Entendiendo la tecnología de interfaz cerebro-computadora
La tecnología de interfaz cerebro-computadora (BCI) permite la comunicación directa entre el cerebro y los dispositivos externos. Técnicamente, cualquier dispositivo que lea las señales cerebrales es una BCI. Más recientemente, el término se ha utilizado principalmente para describir las BCI que te permiten controlar dispositivos con el "pensamiento". La misma tecnología que ayuda a comprender la función cerebral puede traducir las señales cerebrales en comandos para diversas tareas, incluyendo el control de un cursor de computadora, el movimiento de extremidades protésicas y la creación de experiencias de juego interactivas. La tecnología BCI está ofreciendo una nueva esperanza a quienes no tienen el uso de sus extremidades, además de a los innovadores sanos y aficionados de todo el mundo.
Dado que "BCI" se ha convertido en una palabra de moda en la cultura popular, es importante distinguir entre los tipos de dispositivos de interfaz cerebro-computadora para aliviar la confusión y así los consumidores e instituciones puedan elegir el dispositivo BCI adecuado para ellos.
Dispositivos BCI: Cirugía vs. Auricular
Actualmente existen dos tipos distintos de dispositivos de interfaz cerebro-computadora: aquellos implantados en el cerebro y los que leen las señales cerebrales desde el cuero cabelludo (Fig. 1). Aquí están las diferencias.
Figura 1. Clasificación de las tecnologías de adquisición de señales BCI. (a) es el diagrama de clasificación de la dimensión quirúrgica, que incluye tres niveles: no invasivo, mínimamente invasivo e invasivo. (b) muestra el diagrama de clasificación de la dimensión de detección, que incluye tres niveles: no implantación, intervención e implantación. [1]
Intracraneal (Invasivo)
La electroencefalografía intracraneal (iEEG) implanta electrodos directamente dentro de la cabeza de una persona. Esto permite a los médicos obtener una señal electrónica clara para la investigación, detección y tratamiento. Los implantes cerebrales pueden leer datos, estimular el cerebro, o ambos. Los usos incluyen, entre otros, la evaluación de crisis epilépticas [2], el tratamiento de enfermedades mentales [3], la superación de la parálisis, la habilitación del paso del pensamiento a texto o de pensamiento a voz (Fig. 2) e incluso la restauración de la visión [4][5].
La Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. (FDA) define los dispositivos BCI implantados como "neuroprótesis que se interconectan con el sistema nervioso central o periférico para restaurar las capacidades motoras y/o sensoriales perdidas en pacientes con parálisis o amputación" [6].
Figura 2. Casey Harrell, quien padece ELA, habla de nuevo con la ayuda de un implante BCI a través del ensayo clínico BrainGate. (Crédito: UC Regents)
Intracraneal (Mínimamente invasivo)
Los investigadores han experimentado con métodos menos invasivos para leer información directa del cerebro. Un método es el endovascular (Fig. 3), que envía electrodos al cerebro a través de un stent por los vasos sanguíneos [7][8].
Otro método se llama electrocorticográfico (ECoG), que requiere la colocación quirúrgica de electrodos debajo del cráneo, ya sea debajo de la duramadre (ECoG subdural) o fuera de la duramadre (ECoG epidural). El procedimiento es invasivo pero menos que los implantes BCI tradicionales [9].
Figura 3. A, Esquema de la interfaz cerebro-computadora (BCI) totalmente implantada. Se implanta un dispositivo con electrodos en el vaso sanguíneo del seno sagital superior (recuadro) y se conecta a una unidad transmisora receptora implantable (IRTU) en el bolsillo subcutáneo. La IRTU se comunica con una unidad externa de telemetría receptora (ERTU), que retransmite las señales a una unidad de control de señales para controlar una computadora portátil o tableta. B, BCI con un rastreador ocular para control informático. El seguimiento ocular se utiliza para mover el cursor y la BCI se utiliza para hacer clic. C, BCI sin seguimiento ocular para control informático. Un escáner de elementos resalta los elementos en secuencia y la BCI se utiliza para hacer clic en un elemento cuando está resaltado [7].
BCI no invasiva (Auriculares EEG)
Figura 4. John participa en BCI4Kids, un programa que ayuda a niños con discapacidades a interactuar con su entorno utilizando interfaces cerebro-computadora. Puedes ver la obra de arte de John impulsada por el cerebro AQUÍ.
Los dispositivos BCI no invasivos utilizan electrodos para leer las señales eléctricas a través del cuero cabelludo de una persona. Tradicionalmente, este proceso se ha limitado a un entorno de laboratorio, pero la llegada de dispositivos EEG inalámbricos de grado de investigación ha permitido lecturas precisas de ondas cerebrales en cualquier lugar (Fig. 4).
Actualmente, hay decenas de auriculares BCI no invasivos en el mercado, muchos de los cuales están diseñados con un propósito único en mente, como el monitoreo del sueño o de la concentración. Los precios pueden variar desde unos pocos cientos de dólares hasta cientos de miles. Emotiv ofrece la gama de dispositivos BCI inalámbricos más versátil y asequible, que va desde dos sensores hasta 32, utilizados por neurocientíficos, estudiantes, educadores, innovadores, jugadores, aficionados y artistas en todo el mundo.
Según una auditoría de 2022 de artículos revisados por pares [10], Emotiv es el dispositivo EEG de consumo más utilizado (67.69%) para la investigación científica. Los investigadores confían en Emotiv por su rendimiento científicamente validado, su asequibilidad en comparación con los equipos tradicionales de laboratorio EEG y su versatilidad. El mismo auricular Emotiv utilizado en un laboratorio universitario para realizar investigaciones revolucionarias sobre el cerebro humano se puede compartir con el departamento de música para una presentación con BCI, luego pasarse al departamento de psicología para un aprendizaje práctico y compartirse con un club de estudiantes de BCI para hacer carreras de drones impulsados por el cerebro.
Dispositivos BCI de Emotiv
En Emotiv, tenemos dispositivos BCI inalámbricos tanto para principiantes como para usuarios experimentados.
Arriba: Se controla una silla de ruedas utilizando Emotiv Flex como dispositivo BCI [11].
Arriba: Un estudiante utiliza Epoc X y una placa Arduino para controlar un brazo robótico. (Fuente: Matt Su)
Arriba: Un estudiante de la Universidad de Florida lleva un dispositivo BCI Emotiv Insight para controlar un dron. (Fuente)
Figura 5. La jugadora de Twitch Perrikaryal utiliza con éxito un dispositivo corporal cerebral Emotiv MN8 de 2 canales para controlar una partida de Halo con BCI.
Primeros pasos con tu proyecto BCI
¿Ya tienes experiencia en programación? | ¿Eres nuevo en las BCI? |
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| Aquí tienes una guía de inicio rápido: Cómo construir un proyecto BCI con auriculares EEG de Emotiv |
¿Cómo utilizo la BCI?
Necesitas cinco elementos básicos para comenzar tu proyecto BCI.
Un objetivo claro
Dispositivo de adquisición de señales, como un auricular EEG de Emotiv
Software de procesamiento de señales, como EmotivBCI.
Comandos BCI asignados (se requiere cierta experiencia en programación)
Acceso al dispositivo que deseas controlar mediante SDK, placa Arduino, etc.
Un dispositivo para recibir los comandos BCI
Elegir los dispositivos BCI adecuados
Seleccionar el dispositivo BCI adecuado es fundamental para el éxito de tu proyecto. Aquí tienes algunas consideraciones clave:
Facilidad de uso: Busca un dispositivo que sea fácil de usar y de configurar, especialmente si eres principiante. Los dispositivos BCI de Emotiv se configuran en minutos con sensores secos, semisecos y de solución salina.
Funcionalidad: Asegúrate de que el dispositivo ofrezca las funciones y capacidades necesarias para tu proyecto específico. Los auriculares Emotiv censan todo el cerebro pero, como regla general, las BCI funcionan mejor con más sensores. Bajo esa lógica, Emotiv Flex utiliza hasta 32 sensores para un máximo sensado cerebral, pero nuestros usuarios suelen encontrar que Epoc X o Insight son más que adecuados para sus proyectos de BCI e investigación. Los dispositivos corporales cerebrales MN8, por su parte, son perfectos para el desarrollo de aplicaciones móviles BCI.
Colocación de sensores: Al seleccionar un auricular EEG, considera dónde están ubicados los sensores y cómo afecta eso a tus necesidades. Por ejemplo, algunos dispositivos BCI en el mercado tienen solo un sensor o múltiples sensores ubicados únicamente en la parte posterior de la cabeza.
Sensores húmedos frente a secos: Considera la comodidad y la calidad de la señal al seleccionar un dispositivo BCI, especialmente si planeas usarlo durante largos períodos de tiempo. La solución salina es más cómoda que el gel, los sensores semisecos son más fáciles de usar que la solución salina y los sensores secos son los más cómodos de usar. Compara la calidad de la señal de los dispositivos Emotiv.
Compatibilidad: Elige un dispositivo que se integre bien con tus herramientas de software y hardware existentes. Si deseas integrar una BCI en un sistema existente (drones, Spotify, Internet de las cosas, etc.), asegúrate de tener acceso a la API o al SDK.
Soporte: Elige un dispositivo de una empresa que ofrezca un soporte sólido y que tenga una comunidad de usuarios activa. Emotiv ofrece una amplia base de conocimientos y atención al cliente.
Datos y privacidad: Tu privacidad neuronal importa. Por eso, desde el primer día, Emotiv ha diseñado su recopilación de datos EEG pensando en la privacidad. Mira cómo protege Emotiv tus datos cerebrales.
Conclusión
Iniciar un proyecto BCI es un viaje emocionante que ofrece un inmenso potencial de innovación e impacto. Ya seas un principiante o un profesional experimentado, Emotiv proporciona las herramientas y el soporte que necesitas para tener éxito. Con el dispositivo BCI adecuado y una visión clara, puedes desbloquear nuevas posibilidades.
Descubre hoy mismo los dispositivos y recursos BCI de Emotiv para comenzar a trabajar en tu proyecto BCI. Únete a la comunidad de innovadores e investigadores que están dando forma al futuro de la interacción humano-tecnología con la tecnología BCI.
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Referencias
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P. S. Reif, A. Strzelczyk, and F. Rosenow, “The history of invasive EEG evaluation in epilepsy patients,” Seizure, vol. 41, pp. 191–195, Apr. 2016, doi: 10.1016/j.seizure.2016.04.006.
Center for Devices and Radiological Health, “Implanted Brain-Computer Interface (BCI) Devices for Patients with Paralysis or Amputation - Non-clinical Testing and Clinical Considerations,” U.S. Food And Drug Administration, May 20, 2021. https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/implanted-brain-computer-interface-bci-devices-patients-paralysis-or-amputation-non-clinical-testing
Y.-H. Nho et al., “Responsive deep brain stimulation guided by ventral striatal electrophysiology of obsession durably ameliorates compulsion,” Neuron, vol. 112, no. 1, pp. 73-83.e4, Jan. 2024, doi: 10.1016/j.neuron.2023.09.034.
“Neuralink on X: ‘We have received Breakthrough Device Designation from the FDA for Blindsight. Join us in our quest to bring back sight to those who have lost it. Apply to our Patient Registry and openings on our career page https://t.co/abBMTdv7Rh’ / X,” X (antes Twitter). https://x.com/neuralink/status/1836118060308271306?ref_src=twsrc%5Egoogle%7Ctwcamp%5Eserp%7Ctwgr%5Etweet
M. Ptito, M. Bleau, I. Djerourou, S. Paré, F. C. Schneider, and D.-R. Chebat, “Brain-Machine interfaces to assist the blind,” Frontiers in Human Neuroscience, vol. 15, Feb. 2021, doi: 10.3389/fnhum.2021.638887.
P. Mitchell et al., “Assessment of safety of a fully implanted endovascular Brain-Computer interface for severe paralysis in 4 patients,” JAMA Neurology, vol. 80, no. 3, p. 270, Mar. 2023, doi: 10.1001/jamaneurol.2022.4847.
Q. He et al., “The brain nebula: minimally invasive brain–computer interface by endovascular neural recording and stimulation,” Journal of NeuroInterventional Surgery, p. jnis-021296, Feb. 2024, doi: 10.1136/jnis-2023-021296.
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