Guía de Interfaz Cerebro-Computadora
Duong Tran
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Arriba: Una mujer controla un dron RC con Emotiv Insight.
Definición de Interfaz Cerebro-Computadora
¿Qué significa BCI? Una BCI (interfaz cerebro-computadora) es una tecnología que envía y recibe señales entre el cerebro y un dispositivo externo. Las interfaces cerebro-computadora también se denominan interfaces cerebro-máquina. Las BCI recopilan e interpretan las señales cerebrales y las transmiten a una máquina conectada que emite comandos asociados con las señales recibidas.
Una definición simplificada de BCI podría describir la tecnología como un enlace de comunicación entre el cerebro y un dispositivo externo.
BCI Pasiva frente a BCI Activa
Las BCI pueden ser pasivas o activas. Una BCI pasiva simplemente interpreta las señales cerebrales para brindar información sobre el estado cognitivo de un individuo. Por ejemplo, puede detectar el estado emocional de un usuario durante un estudio de investigación de mercado de consumo o un programa de capacitación.
Arriba: Nathalie Labrégère, nacida con una discapacidad motora cerebral, utiliza una BCI activa y un auricular Epoc X para controlar un brazo de exoesqueleto en el relevo de la antorcha de los Juegos Paralímpicos de 2024. Más información
Una BCI activa requiere que los usuarios modulen activamente sus señales cerebrales para interactuar con un dispositivo externo. Por ejemplo, un usuario puede imaginar que mueve su brazo, lo que hace que un brazo robótico se mueva de manera similar.
¿Cómo funciona una BCI?
Nuestros cerebros están llenos de células llamadas neuronas. Cada vez que pensamos, nos movemos, sentimos o recordamos algo, nuestras neuronas están trabajando. Las señales bioquímicas y eléctricas llevan a cabo ese trabajo. Los científicos pueden detectar esas señales e interpretar lo que significan mediante el uso de la tecnología de electroencefalografía (EEG). EEG puede leer señales del cerebro humano y enviarlas a amplificadores. Las señales amplificadas son luego interpretadas por un programa informático de BCI, que utiliza las señales para controlar un dispositivo.
Adquisición de Señales
ECoG, LFP, EEG, SU, Otros
Procesamiento de Señales
Autorregresivo, Transformada de Fourier, Filtros Espaciales Comunes, Filtro de Laplacian, Ondículas, Otros
Ejemplos de Dispositivos Efectores
Deletreadores
Cursores
Sillas de ruedas
Drones
Juguetes
Videojuegos
Internet de las Cosas (IoT)
Brazos Robóticos
¿Qué es una BCI?
Una BCI también se puede llamar interfaz cerebro-máquina, interfaz de control neural, interfaz mente-máquina o interfaz neural directa. Una BCI permite la comunicación directa entre el cerebro y un dispositivo externo, a menudo para controlar su actividad. Las BCI leen señales del cerebro y utilizan algoritmos de aprendizaje automático para traducir las señales en una acción externa.
La cofundadora y directora ejecutiva de Emotiv, Tan Le, explica las soluciones y la tecnología BCI en esta charla TED de 2010:
BCI y EEG
La BCI basada en EEG se caracteriza por la técnica de utilizar electrodos de EEG no invasivos para medir la actividad cerebral y traducir las señales cerebrales registradas en comandos.
Las BCI detectan cambios en la actividad cerebral medidos a través de un EEG. Las tecnologías de BCI luego transmiten estas señales a algoritmos de aprendizaje automático. Los algoritmos de aprendizaje automático se han entrenado para captar la actividad cerebral de EEG asociada con ciertas emociones, acciones y expresiones. Cuando los algoritmos identifican la actividad cerebral de EEG coincidente, la BCI puede transmitir comandos externos para controlar un dispositivo (como el cursor de una computadora, un brazo robótico o una silla de ruedas).
Los dispositivos se han programado para interpretar y llevar a cabo estos comandos, ya sea controlando un objeto físico o una interfaz digital. Un sujeto que lleva un dispositivo de EEG puede pensar "mover a la izquierda" y el cursor se mueve hacia la izquierda; ese es un ejemplo de una acción externa realizada en una interfaz digital.
¿Para qué se utiliza una BCI?
Investigación de Interfaces Cerebro-Computadora
La investigación de BCI (también llamada investigación de interfaces cerebro-máquina) representa un campo de rápido crecimiento. Los investigadores académicos han estudiado si los usuarios de BCI pueden interactuar directamente con el software de la computadora solo a través de la actividad cerebral. Un estudio probó un sistema BCI en su capacidad para detectar y clasificar la actividad cerebral con sus acciones mentales asociadas. Los resultados encontraron que el sistema podía realizar con éxito todas las acciones mentales y mejoró con datos de entrenamiento adicionales.
Debido a su capacidad para manipular dispositivos externos a través de la actividad cerebral, una gran parte de la investigación de interfaces cerebro-computadora se centra en el control remoto. Los investigadores de BCI también han utilizado robots humanoides controlados por dispositivos BCI para manipular un entorno remoto. La BCI permite al usuario controlar convenientemente el robot en el entorno remoto. El usuario humano recibe retroalimentación del robot, lo que le ayuda a sentir una inmersión total en el entorno remoto. Esto podría ser útil en varios casos de uso de BCI, incluidas operaciones militares, operaciones médicas y gestión de desastres o búsqueda y rescate.
Los investigadores también están utilizando BCI para comprender qué están haciendo las redes neuronales en tiempo real. La mayoría de los sistemas de tejido neural se entienden al nivel de la neurona individual o se filosofa sobre ellos a nivel cognitivo. La BCI se utiliza para estudiar cómo responden los sistemas de tejidos específicos a la estimulación eléctrica y qué podría significar eso a nivel cognitivo.
***Descargo de responsabilidad – Los productos de Emotiv están diseñados para su uso en aplicaciones de investigación y uso personal únicamente. Nuestros productos no se venden como dispositivos médicos, según se define en la directiva de la UE 93/42/CEE. Nuestros productos no están diseñados ni previstos para ser utilizados para el diagnóstico o tratamiento de enfermedades.
Interfaces Cerebro-Computadora en la Rehabilitación Neurológica
Las interfaces cerebro-computadora pueden ayudar a las personas que no pueden usar sus extremidades, requieren dispositivos de asistencia o no pueden hablar. El uso de interfaces cerebro-computadora en la rehabilitación neurológica (el proceso asistido por un médico que tiene como objetivo ayudar a las personas con trastornos, lesiones o enfermedades del sistema nervioso) puede ayudar a mejorar la capacidad de una persona para desenvolverse en las experiencias cotidianas. Las BCI se utilizan a menudo para la rehabilitación después de un derrame cerebral o una lesión. En el futuro, es posible que veamos productos médicos de BCI utilizados en cirugía u otras operaciones médicas.
La BCI permite a los sujetos con discapacidades motoras utilizar su actividad cerebral para controlar objetos en su entorno y comunicarse. Las interfaces cerebro-computadora que utilizan señales de EEG pueden ayudarlos a controlar una prótesis de extremidad o una interfaz de computadora.
Juegos con Interfaz Cerebro-Computadora
El software de BCI puede "traducir" comandos mentales de los datos de EEG en comandos en un videojuego. En los juegos con interfaz cerebro-computadora, los sujetos usan auriculares de EEG mientras juegan videojuegos de realidad virtual diseñados para controlar objetos virtuales. En los juegos con BCI, en lugar de utilizar un controlador de juego tradicional, el sujeto utiliza comandos mentales para permitir acciones basadas en el movimiento en el juego, como "empujar", "tirar" o "saltar". La BCI procesa los comandos mentales del EEG y activa la acción correspondiente en el juego de realidad virtual (realidad virtual de interfaz neural directa).
Emotiv EPOC debutó como controlador de videojuegos en 2011. Aunque estaba adelantado a su tiempo, los avances en hardware, software de EEG e inteligencia artificial hacen que jugar videojuegos con el cerebro sea más fácil que nunca.
Descargar el software EmotivBCI
Desarrollar juegos con BCI
¡Comparte tus proyectos de BCI con nosotros! Etiqueta a #Emotiv en las redes sociales o envía un correo electrónico a hello@emotiv.com.
¿Necesitas más ayuda? CONTÁCTANOS
¿Cómo pueden cambiar nuestras vidas las interfaces cerebro-computadora?
Las BCI representan posibilidades que cambian la vida de los sujetos con discapacidades motoras, porque les permiten realizar acciones físicas que de otro modo no podrían. La BCI traduce las señales cerebrales en resultados de comandos utilizando algoritmos de inteligencia artificial. Estos comandos se pueden utilizar para controlar sillas de ruedas, prótesis de extremidades u otras tecnologías de asistencia.
La tecnología BCI tiene el potencial de facilitar las tareas cotidianas de las personas de todos los niveles de capacidad. Por ejemplo, las BCI pueden eliminar la necesidad de escribir o dar comandos de voz: los sujetos podrían emitir comandos de navegación e introducción de datos a una computadora a través de la actividad cerebral.
Problemas Éticos de las Interfaces Cerebro-Computadora
Con las posibilidades de la tecnología BCI que cambian la vida, vienen implicaciones éticas. A medida que crece el campo de la investigación de interfaces cerebro-computadora y la tecnología en las aplicaciones de interfaz cerebro-computadora continúa mejorando, se han planteado una serie de problemas éticos sobre las interfaces cerebro-computadora.
Problemas de Seguridad de las BCI
Una BCI es una aplicación de software y, al igual que cualquier software que envía información a un dispositivo externo, los datos transmitidos se pueden extraer con fines nefarios. La seguridad es especialmente crítica en la tecnología BCI porque esta captura señales directamente del sistema nervioso del sujeto. Si bien la BCI actualmente no puede extraer las intenciones de un usuario, sus pensamientos privados o lo que está leyendo o viendo, la combinación de datos de BCI con estímulos específicos puede hacer que eso sea posible algún día. La BCI podría usarse para determinar el estado de salud de un usuario o su familiaridad con ciertos eventos, lo que representa un riesgo significativo para la privacidad.
Problemas de Privacidad de las BCI
Asimismo, la privacidad es una cuestión importante en la ética de las BCI, ya que las señales neuronales capturadas se pueden utilizar para obtener acceso a la información privada de un usuario. Los especialistas en ética han planteado inquietudes sobre cómo se almacenan y protegen los datos de las BCI. Por ejemplo, ¿los datos de BCI deben tratarse como datos médicos o como datos comerciales? ¿Deben anonimizarse los datos de BCI? ¿Cómo saben los usuarios si sus datos de BCI se han utilizado con fines comerciales? Si bien gran parte del debate en torno a los problemas éticos de la interfaz cerebro-computadora aún se está definiendo, los problemas de privacidad y seguridad siguen siendo las principales preocupaciones.
Conozca cómo Emotiv mantiene seguros sus datos cerebrales.
Casos de Uso de BCI
Estos son algunos de los ejemplos más comunes de interfaces cerebro-computadora en uso hoy en día:
Neurociencia
Operaciones militares
Medicina
Rescate/Gestión de desastres
Seguridad
Educación
Rehabilitación
Una Breve Historia de las BCI
El punto más temprano en la historia de las BCI se remonta al fisiólogo y psiquiatra alemán Hans Berger. Berger inventó el electroencefalograma, un dispositivo que registra señales de EEG. Se le atribuye el registro de las primeras ondas cerebrales de EEG humano en 1924.
El primer experimento de BCI publicado consistió en utilizar EEG para mover un cursor en una pantalla. Este experimento de 1977 fue el primer uso exitoso registrado de BCI en un laboratorio.
Un experimento monumental de 1988 realizado por Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov y Liljana Bozinovska utilizó BCI y EEG para controlar un robot. El sujeto dirigió al robot para que siguiera una línea en el suelo enviando señales cerebrales desde una máquina de EEG a un software de BCI conectado al robot. Este experimento fue el primero en controlar con éxito un objeto físico utilizando una máquina de EEG.
Desde entonces, se han formado una variedad de empresas de neurotecnología con el propósito de hacer que los implantes de BCI y la tecnología ponible (wearable) sean seguros y eficaces para el uso diario. Emotiv fue la primera en introducir un auricular EEG inalámbrico en 2011.
Más recientemente, en 2017, Rodrigo Hübner Mendes, una persona con cuadriplejía, se convirtió en la primera persona en conducir un automóvil de F1 utilizando únicamente sus ondas cerebrales, gracias a las tecnologías de BCI y a un auricular EEG de Emotiv.
Neuralink, del empresario Elon Musk, es una empresa centrada en la creación de dispositivos BCI que se pueden implantar en el cerebro humano. En 2024, un participante llamado Alex controló con éxito un cursor y jugó a un videojuego con sus ondas cerebrales.
Facebook también anunció en 2017 que estaba construyendo una BCI. La interfaz cerebro-computadora de Facebook tiene como objetivo permitir a los usuarios escribir utilizando únicamente sus ondas cerebrales a través de interfaces cerebro-computadora no invasivas.
¿Quién inventó las interfaces cerebro-computadora?
El profesor de la UCLA Jacques Vidal acuñó el término "BCI" y produjo las primeras publicaciones revisadas por pares sobre este tema. Vidal es ampliamente reconocido como el inventor de las BCI, como se refleja en los artículos revisados por pares.
¿Ofrece Emotiv dispositivos de interfaz cerebro-computadora?
¡Sí! Emotiv es un pionero reconocido y líder del mercado en el campo de las BCI para soluciones empresariales, uso personal y tecnología de EEG inalámbrica.
Emotiv ofrece dispositivos de interfaz cerebro-computadora que se pueden emparejar con su software de interfaz cerebro-computadora llamado EmotivBCI. EmotivBCI se puede utilizar directamente para implementar una BCI dentro de una computadora. También se puede emparejar con la plataforma gratuita de código abierto NodeRed, que conecta las salidas de la BCI a muchos dispositivos de hardware externos compatibles para implementar un control mental directo sobre equipos del mundo real. EmotivBCI y NodeRed permiten a los desarrolladores crear aplicaciones de BCI. Los dispositivos de interfaz cerebro-computadora de Emotiv incluyen los auriculares EEG Emotiv Insight y Emotiv EPOC X.
Ver todos los productos de BCI de EMOTI
Continúe leyendo:
Arriba: Una mujer controla un dron RC con Emotiv Insight.
Definición de Interfaz Cerebro-Computadora
¿Qué significa BCI? Una BCI (interfaz cerebro-computadora) es una tecnología que envía y recibe señales entre el cerebro y un dispositivo externo. Las interfaces cerebro-computadora también se denominan interfaces cerebro-máquina. Las BCI recopilan e interpretan las señales cerebrales y las transmiten a una máquina conectada que emite comandos asociados con las señales recibidas.
Una definición simplificada de BCI podría describir la tecnología como un enlace de comunicación entre el cerebro y un dispositivo externo.
BCI Pasiva frente a BCI Activa
Las BCI pueden ser pasivas o activas. Una BCI pasiva simplemente interpreta las señales cerebrales para brindar información sobre el estado cognitivo de un individuo. Por ejemplo, puede detectar el estado emocional de un usuario durante un estudio de investigación de mercado de consumo o un programa de capacitación.
Arriba: Nathalie Labrégère, nacida con una discapacidad motora cerebral, utiliza una BCI activa y un auricular Epoc X para controlar un brazo de exoesqueleto en el relevo de la antorcha de los Juegos Paralímpicos de 2024. Más información
Una BCI activa requiere que los usuarios modulen activamente sus señales cerebrales para interactuar con un dispositivo externo. Por ejemplo, un usuario puede imaginar que mueve su brazo, lo que hace que un brazo robótico se mueva de manera similar.
¿Cómo funciona una BCI?
Nuestros cerebros están llenos de células llamadas neuronas. Cada vez que pensamos, nos movemos, sentimos o recordamos algo, nuestras neuronas están trabajando. Las señales bioquímicas y eléctricas llevan a cabo ese trabajo. Los científicos pueden detectar esas señales e interpretar lo que significan mediante el uso de la tecnología de electroencefalografía (EEG). EEG puede leer señales del cerebro humano y enviarlas a amplificadores. Las señales amplificadas son luego interpretadas por un programa informático de BCI, que utiliza las señales para controlar un dispositivo.
Adquisición de Señales
ECoG, LFP, EEG, SU, Otros
Procesamiento de Señales
Autorregresivo, Transformada de Fourier, Filtros Espaciales Comunes, Filtro de Laplacian, Ondículas, Otros
Ejemplos de Dispositivos Efectores
Deletreadores
Cursores
Sillas de ruedas
Drones
Juguetes
Videojuegos
Internet de las Cosas (IoT)
Brazos Robóticos
¿Qué es una BCI?
Una BCI también se puede llamar interfaz cerebro-máquina, interfaz de control neural, interfaz mente-máquina o interfaz neural directa. Una BCI permite la comunicación directa entre el cerebro y un dispositivo externo, a menudo para controlar su actividad. Las BCI leen señales del cerebro y utilizan algoritmos de aprendizaje automático para traducir las señales en una acción externa.
La cofundadora y directora ejecutiva de Emotiv, Tan Le, explica las soluciones y la tecnología BCI en esta charla TED de 2010:
BCI y EEG
La BCI basada en EEG se caracteriza por la técnica de utilizar electrodos de EEG no invasivos para medir la actividad cerebral y traducir las señales cerebrales registradas en comandos.
Las BCI detectan cambios en la actividad cerebral medidos a través de un EEG. Las tecnologías de BCI luego transmiten estas señales a algoritmos de aprendizaje automático. Los algoritmos de aprendizaje automático se han entrenado para captar la actividad cerebral de EEG asociada con ciertas emociones, acciones y expresiones. Cuando los algoritmos identifican la actividad cerebral de EEG coincidente, la BCI puede transmitir comandos externos para controlar un dispositivo (como el cursor de una computadora, un brazo robótico o una silla de ruedas).
Los dispositivos se han programado para interpretar y llevar a cabo estos comandos, ya sea controlando un objeto físico o una interfaz digital. Un sujeto que lleva un dispositivo de EEG puede pensar "mover a la izquierda" y el cursor se mueve hacia la izquierda; ese es un ejemplo de una acción externa realizada en una interfaz digital.
¿Para qué se utiliza una BCI?
Investigación de Interfaces Cerebro-Computadora
La investigación de BCI (también llamada investigación de interfaces cerebro-máquina) representa un campo de rápido crecimiento. Los investigadores académicos han estudiado si los usuarios de BCI pueden interactuar directamente con el software de la computadora solo a través de la actividad cerebral. Un estudio probó un sistema BCI en su capacidad para detectar y clasificar la actividad cerebral con sus acciones mentales asociadas. Los resultados encontraron que el sistema podía realizar con éxito todas las acciones mentales y mejoró con datos de entrenamiento adicionales.
Debido a su capacidad para manipular dispositivos externos a través de la actividad cerebral, una gran parte de la investigación de interfaces cerebro-computadora se centra en el control remoto. Los investigadores de BCI también han utilizado robots humanoides controlados por dispositivos BCI para manipular un entorno remoto. La BCI permite al usuario controlar convenientemente el robot en el entorno remoto. El usuario humano recibe retroalimentación del robot, lo que le ayuda a sentir una inmersión total en el entorno remoto. Esto podría ser útil en varios casos de uso de BCI, incluidas operaciones militares, operaciones médicas y gestión de desastres o búsqueda y rescate.
Los investigadores también están utilizando BCI para comprender qué están haciendo las redes neuronales en tiempo real. La mayoría de los sistemas de tejido neural se entienden al nivel de la neurona individual o se filosofa sobre ellos a nivel cognitivo. La BCI se utiliza para estudiar cómo responden los sistemas de tejidos específicos a la estimulación eléctrica y qué podría significar eso a nivel cognitivo.
***Descargo de responsabilidad – Los productos de Emotiv están diseñados para su uso en aplicaciones de investigación y uso personal únicamente. Nuestros productos no se venden como dispositivos médicos, según se define en la directiva de la UE 93/42/CEE. Nuestros productos no están diseñados ni previstos para ser utilizados para el diagnóstico o tratamiento de enfermedades.
Interfaces Cerebro-Computadora en la Rehabilitación Neurológica
Las interfaces cerebro-computadora pueden ayudar a las personas que no pueden usar sus extremidades, requieren dispositivos de asistencia o no pueden hablar. El uso de interfaces cerebro-computadora en la rehabilitación neurológica (el proceso asistido por un médico que tiene como objetivo ayudar a las personas con trastornos, lesiones o enfermedades del sistema nervioso) puede ayudar a mejorar la capacidad de una persona para desenvolverse en las experiencias cotidianas. Las BCI se utilizan a menudo para la rehabilitación después de un derrame cerebral o una lesión. En el futuro, es posible que veamos productos médicos de BCI utilizados en cirugía u otras operaciones médicas.
La BCI permite a los sujetos con discapacidades motoras utilizar su actividad cerebral para controlar objetos en su entorno y comunicarse. Las interfaces cerebro-computadora que utilizan señales de EEG pueden ayudarlos a controlar una prótesis de extremidad o una interfaz de computadora.
Juegos con Interfaz Cerebro-Computadora
El software de BCI puede "traducir" comandos mentales de los datos de EEG en comandos en un videojuego. En los juegos con interfaz cerebro-computadora, los sujetos usan auriculares de EEG mientras juegan videojuegos de realidad virtual diseñados para controlar objetos virtuales. En los juegos con BCI, en lugar de utilizar un controlador de juego tradicional, el sujeto utiliza comandos mentales para permitir acciones basadas en el movimiento en el juego, como "empujar", "tirar" o "saltar". La BCI procesa los comandos mentales del EEG y activa la acción correspondiente en el juego de realidad virtual (realidad virtual de interfaz neural directa).
Emotiv EPOC debutó como controlador de videojuegos en 2011. Aunque estaba adelantado a su tiempo, los avances en hardware, software de EEG e inteligencia artificial hacen que jugar videojuegos con el cerebro sea más fácil que nunca.
Descargar el software EmotivBCI
Desarrollar juegos con BCI
¡Comparte tus proyectos de BCI con nosotros! Etiqueta a #Emotiv en las redes sociales o envía un correo electrónico a hello@emotiv.com.
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¿Cómo pueden cambiar nuestras vidas las interfaces cerebro-computadora?
Las BCI representan posibilidades que cambian la vida de los sujetos con discapacidades motoras, porque les permiten realizar acciones físicas que de otro modo no podrían. La BCI traduce las señales cerebrales en resultados de comandos utilizando algoritmos de inteligencia artificial. Estos comandos se pueden utilizar para controlar sillas de ruedas, prótesis de extremidades u otras tecnologías de asistencia.
La tecnología BCI tiene el potencial de facilitar las tareas cotidianas de las personas de todos los niveles de capacidad. Por ejemplo, las BCI pueden eliminar la necesidad de escribir o dar comandos de voz: los sujetos podrían emitir comandos de navegación e introducción de datos a una computadora a través de la actividad cerebral.
Problemas Éticos de las Interfaces Cerebro-Computadora
Con las posibilidades de la tecnología BCI que cambian la vida, vienen implicaciones éticas. A medida que crece el campo de la investigación de interfaces cerebro-computadora y la tecnología en las aplicaciones de interfaz cerebro-computadora continúa mejorando, se han planteado una serie de problemas éticos sobre las interfaces cerebro-computadora.
Problemas de Seguridad de las BCI
Una BCI es una aplicación de software y, al igual que cualquier software que envía información a un dispositivo externo, los datos transmitidos se pueden extraer con fines nefarios. La seguridad es especialmente crítica en la tecnología BCI porque esta captura señales directamente del sistema nervioso del sujeto. Si bien la BCI actualmente no puede extraer las intenciones de un usuario, sus pensamientos privados o lo que está leyendo o viendo, la combinación de datos de BCI con estímulos específicos puede hacer que eso sea posible algún día. La BCI podría usarse para determinar el estado de salud de un usuario o su familiaridad con ciertos eventos, lo que representa un riesgo significativo para la privacidad.
Problemas de Privacidad de las BCI
Asimismo, la privacidad es una cuestión importante en la ética de las BCI, ya que las señales neuronales capturadas se pueden utilizar para obtener acceso a la información privada de un usuario. Los especialistas en ética han planteado inquietudes sobre cómo se almacenan y protegen los datos de las BCI. Por ejemplo, ¿los datos de BCI deben tratarse como datos médicos o como datos comerciales? ¿Deben anonimizarse los datos de BCI? ¿Cómo saben los usuarios si sus datos de BCI se han utilizado con fines comerciales? Si bien gran parte del debate en torno a los problemas éticos de la interfaz cerebro-computadora aún se está definiendo, los problemas de privacidad y seguridad siguen siendo las principales preocupaciones.
Conozca cómo Emotiv mantiene seguros sus datos cerebrales.
Casos de Uso de BCI
Estos son algunos de los ejemplos más comunes de interfaces cerebro-computadora en uso hoy en día:
Neurociencia
Operaciones militares
Medicina
Rescate/Gestión de desastres
Seguridad
Educación
Rehabilitación
Una Breve Historia de las BCI
El punto más temprano en la historia de las BCI se remonta al fisiólogo y psiquiatra alemán Hans Berger. Berger inventó el electroencefalograma, un dispositivo que registra señales de EEG. Se le atribuye el registro de las primeras ondas cerebrales de EEG humano en 1924.
El primer experimento de BCI publicado consistió en utilizar EEG para mover un cursor en una pantalla. Este experimento de 1977 fue el primer uso exitoso registrado de BCI en un laboratorio.
Un experimento monumental de 1988 realizado por Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov y Liljana Bozinovska utilizó BCI y EEG para controlar un robot. El sujeto dirigió al robot para que siguiera una línea en el suelo enviando señales cerebrales desde una máquina de EEG a un software de BCI conectado al robot. Este experimento fue el primero en controlar con éxito un objeto físico utilizando una máquina de EEG.
Desde entonces, se han formado una variedad de empresas de neurotecnología con el propósito de hacer que los implantes de BCI y la tecnología ponible (wearable) sean seguros y eficaces para el uso diario. Emotiv fue la primera en introducir un auricular EEG inalámbrico en 2011.
Más recientemente, en 2017, Rodrigo Hübner Mendes, una persona con cuadriplejía, se convirtió en la primera persona en conducir un automóvil de F1 utilizando únicamente sus ondas cerebrales, gracias a las tecnologías de BCI y a un auricular EEG de Emotiv.
Neuralink, del empresario Elon Musk, es una empresa centrada en la creación de dispositivos BCI que se pueden implantar en el cerebro humano. En 2024, un participante llamado Alex controló con éxito un cursor y jugó a un videojuego con sus ondas cerebrales.
Facebook también anunció en 2017 que estaba construyendo una BCI. La interfaz cerebro-computadora de Facebook tiene como objetivo permitir a los usuarios escribir utilizando únicamente sus ondas cerebrales a través de interfaces cerebro-computadora no invasivas.
¿Quién inventó las interfaces cerebro-computadora?
El profesor de la UCLA Jacques Vidal acuñó el término "BCI" y produjo las primeras publicaciones revisadas por pares sobre este tema. Vidal es ampliamente reconocido como el inventor de las BCI, como se refleja en los artículos revisados por pares.
¿Ofrece Emotiv dispositivos de interfaz cerebro-computadora?
¡Sí! Emotiv es un pionero reconocido y líder del mercado en el campo de las BCI para soluciones empresariales, uso personal y tecnología de EEG inalámbrica.
Emotiv ofrece dispositivos de interfaz cerebro-computadora que se pueden emparejar con su software de interfaz cerebro-computadora llamado EmotivBCI. EmotivBCI se puede utilizar directamente para implementar una BCI dentro de una computadora. También se puede emparejar con la plataforma gratuita de código abierto NodeRed, que conecta las salidas de la BCI a muchos dispositivos de hardware externos compatibles para implementar un control mental directo sobre equipos del mundo real. EmotivBCI y NodeRed permiten a los desarrolladores crear aplicaciones de BCI. Los dispositivos de interfaz cerebro-computadora de Emotiv incluyen los auriculares EEG Emotiv Insight y Emotiv EPOC X.
Ver todos los productos de BCI de EMOTI
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Definición de Interfaz Cerebro-Computadora
¿Qué significa BCI? Una BCI (interfaz cerebro-computadora) es una tecnología que envía y recibe señales entre el cerebro y un dispositivo externo. Las interfaces cerebro-computadora también se denominan interfaces cerebro-máquina. Las BCI recopilan e interpretan las señales cerebrales y las transmiten a una máquina conectada que emite comandos asociados con las señales recibidas.
Una definición simplificada de BCI podría describir la tecnología como un enlace de comunicación entre el cerebro y un dispositivo externo.
BCI Pasiva frente a BCI Activa
Las BCI pueden ser pasivas o activas. Una BCI pasiva simplemente interpreta las señales cerebrales para brindar información sobre el estado cognitivo de un individuo. Por ejemplo, puede detectar el estado emocional de un usuario durante un estudio de investigación de mercado de consumo o un programa de capacitación.
Arriba: Nathalie Labrégère, nacida con una discapacidad motora cerebral, utiliza una BCI activa y un auricular Epoc X para controlar un brazo de exoesqueleto en el relevo de la antorcha de los Juegos Paralímpicos de 2024. Más información
Una BCI activa requiere que los usuarios modulen activamente sus señales cerebrales para interactuar con un dispositivo externo. Por ejemplo, un usuario puede imaginar que mueve su brazo, lo que hace que un brazo robótico se mueva de manera similar.
¿Cómo funciona una BCI?
Nuestros cerebros están llenos de células llamadas neuronas. Cada vez que pensamos, nos movemos, sentimos o recordamos algo, nuestras neuronas están trabajando. Las señales bioquímicas y eléctricas llevan a cabo ese trabajo. Los científicos pueden detectar esas señales e interpretar lo que significan mediante el uso de la tecnología de electroencefalografía (EEG). EEG puede leer señales del cerebro humano y enviarlas a amplificadores. Las señales amplificadas son luego interpretadas por un programa informático de BCI, que utiliza las señales para controlar un dispositivo.
Adquisición de Señales
ECoG, LFP, EEG, SU, Otros
Procesamiento de Señales
Autorregresivo, Transformada de Fourier, Filtros Espaciales Comunes, Filtro de Laplacian, Ondículas, Otros
Ejemplos de Dispositivos Efectores
Deletreadores
Cursores
Sillas de ruedas
Drones
Juguetes
Videojuegos
Internet de las Cosas (IoT)
Brazos Robóticos
¿Qué es una BCI?
Una BCI también se puede llamar interfaz cerebro-máquina, interfaz de control neural, interfaz mente-máquina o interfaz neural directa. Una BCI permite la comunicación directa entre el cerebro y un dispositivo externo, a menudo para controlar su actividad. Las BCI leen señales del cerebro y utilizan algoritmos de aprendizaje automático para traducir las señales en una acción externa.
La cofundadora y directora ejecutiva de Emotiv, Tan Le, explica las soluciones y la tecnología BCI en esta charla TED de 2010:
BCI y EEG
La BCI basada en EEG se caracteriza por la técnica de utilizar electrodos de EEG no invasivos para medir la actividad cerebral y traducir las señales cerebrales registradas en comandos.
Las BCI detectan cambios en la actividad cerebral medidos a través de un EEG. Las tecnologías de BCI luego transmiten estas señales a algoritmos de aprendizaje automático. Los algoritmos de aprendizaje automático se han entrenado para captar la actividad cerebral de EEG asociada con ciertas emociones, acciones y expresiones. Cuando los algoritmos identifican la actividad cerebral de EEG coincidente, la BCI puede transmitir comandos externos para controlar un dispositivo (como el cursor de una computadora, un brazo robótico o una silla de ruedas).
Los dispositivos se han programado para interpretar y llevar a cabo estos comandos, ya sea controlando un objeto físico o una interfaz digital. Un sujeto que lleva un dispositivo de EEG puede pensar "mover a la izquierda" y el cursor se mueve hacia la izquierda; ese es un ejemplo de una acción externa realizada en una interfaz digital.
¿Para qué se utiliza una BCI?
Investigación de Interfaces Cerebro-Computadora
La investigación de BCI (también llamada investigación de interfaces cerebro-máquina) representa un campo de rápido crecimiento. Los investigadores académicos han estudiado si los usuarios de BCI pueden interactuar directamente con el software de la computadora solo a través de la actividad cerebral. Un estudio probó un sistema BCI en su capacidad para detectar y clasificar la actividad cerebral con sus acciones mentales asociadas. Los resultados encontraron que el sistema podía realizar con éxito todas las acciones mentales y mejoró con datos de entrenamiento adicionales.
Debido a su capacidad para manipular dispositivos externos a través de la actividad cerebral, una gran parte de la investigación de interfaces cerebro-computadora se centra en el control remoto. Los investigadores de BCI también han utilizado robots humanoides controlados por dispositivos BCI para manipular un entorno remoto. La BCI permite al usuario controlar convenientemente el robot en el entorno remoto. El usuario humano recibe retroalimentación del robot, lo que le ayuda a sentir una inmersión total en el entorno remoto. Esto podría ser útil en varios casos de uso de BCI, incluidas operaciones militares, operaciones médicas y gestión de desastres o búsqueda y rescate.
Los investigadores también están utilizando BCI para comprender qué están haciendo las redes neuronales en tiempo real. La mayoría de los sistemas de tejido neural se entienden al nivel de la neurona individual o se filosofa sobre ellos a nivel cognitivo. La BCI se utiliza para estudiar cómo responden los sistemas de tejidos específicos a la estimulación eléctrica y qué podría significar eso a nivel cognitivo.
***Descargo de responsabilidad – Los productos de Emotiv están diseñados para su uso en aplicaciones de investigación y uso personal únicamente. Nuestros productos no se venden como dispositivos médicos, según se define en la directiva de la UE 93/42/CEE. Nuestros productos no están diseñados ni previstos para ser utilizados para el diagnóstico o tratamiento de enfermedades.
Interfaces Cerebro-Computadora en la Rehabilitación Neurológica
Las interfaces cerebro-computadora pueden ayudar a las personas que no pueden usar sus extremidades, requieren dispositivos de asistencia o no pueden hablar. El uso de interfaces cerebro-computadora en la rehabilitación neurológica (el proceso asistido por un médico que tiene como objetivo ayudar a las personas con trastornos, lesiones o enfermedades del sistema nervioso) puede ayudar a mejorar la capacidad de una persona para desenvolverse en las experiencias cotidianas. Las BCI se utilizan a menudo para la rehabilitación después de un derrame cerebral o una lesión. En el futuro, es posible que veamos productos médicos de BCI utilizados en cirugía u otras operaciones médicas.
La BCI permite a los sujetos con discapacidades motoras utilizar su actividad cerebral para controlar objetos en su entorno y comunicarse. Las interfaces cerebro-computadora que utilizan señales de EEG pueden ayudarlos a controlar una prótesis de extremidad o una interfaz de computadora.
Juegos con Interfaz Cerebro-Computadora
El software de BCI puede "traducir" comandos mentales de los datos de EEG en comandos en un videojuego. En los juegos con interfaz cerebro-computadora, los sujetos usan auriculares de EEG mientras juegan videojuegos de realidad virtual diseñados para controlar objetos virtuales. En los juegos con BCI, en lugar de utilizar un controlador de juego tradicional, el sujeto utiliza comandos mentales para permitir acciones basadas en el movimiento en el juego, como "empujar", "tirar" o "saltar". La BCI procesa los comandos mentales del EEG y activa la acción correspondiente en el juego de realidad virtual (realidad virtual de interfaz neural directa).
Emotiv EPOC debutó como controlador de videojuegos en 2011. Aunque estaba adelantado a su tiempo, los avances en hardware, software de EEG e inteligencia artificial hacen que jugar videojuegos con el cerebro sea más fácil que nunca.
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¿Cómo pueden cambiar nuestras vidas las interfaces cerebro-computadora?
Las BCI representan posibilidades que cambian la vida de los sujetos con discapacidades motoras, porque les permiten realizar acciones físicas que de otro modo no podrían. La BCI traduce las señales cerebrales en resultados de comandos utilizando algoritmos de inteligencia artificial. Estos comandos se pueden utilizar para controlar sillas de ruedas, prótesis de extremidades u otras tecnologías de asistencia.
La tecnología BCI tiene el potencial de facilitar las tareas cotidianas de las personas de todos los niveles de capacidad. Por ejemplo, las BCI pueden eliminar la necesidad de escribir o dar comandos de voz: los sujetos podrían emitir comandos de navegación e introducción de datos a una computadora a través de la actividad cerebral.
Problemas Éticos de las Interfaces Cerebro-Computadora
Con las posibilidades de la tecnología BCI que cambian la vida, vienen implicaciones éticas. A medida que crece el campo de la investigación de interfaces cerebro-computadora y la tecnología en las aplicaciones de interfaz cerebro-computadora continúa mejorando, se han planteado una serie de problemas éticos sobre las interfaces cerebro-computadora.
Problemas de Seguridad de las BCI
Una BCI es una aplicación de software y, al igual que cualquier software que envía información a un dispositivo externo, los datos transmitidos se pueden extraer con fines nefarios. La seguridad es especialmente crítica en la tecnología BCI porque esta captura señales directamente del sistema nervioso del sujeto. Si bien la BCI actualmente no puede extraer las intenciones de un usuario, sus pensamientos privados o lo que está leyendo o viendo, la combinación de datos de BCI con estímulos específicos puede hacer que eso sea posible algún día. La BCI podría usarse para determinar el estado de salud de un usuario o su familiaridad con ciertos eventos, lo que representa un riesgo significativo para la privacidad.
Problemas de Privacidad de las BCI
Asimismo, la privacidad es una cuestión importante en la ética de las BCI, ya que las señales neuronales capturadas se pueden utilizar para obtener acceso a la información privada de un usuario. Los especialistas en ética han planteado inquietudes sobre cómo se almacenan y protegen los datos de las BCI. Por ejemplo, ¿los datos de BCI deben tratarse como datos médicos o como datos comerciales? ¿Deben anonimizarse los datos de BCI? ¿Cómo saben los usuarios si sus datos de BCI se han utilizado con fines comerciales? Si bien gran parte del debate en torno a los problemas éticos de la interfaz cerebro-computadora aún se está definiendo, los problemas de privacidad y seguridad siguen siendo las principales preocupaciones.
Conozca cómo Emotiv mantiene seguros sus datos cerebrales.
Casos de Uso de BCI
Estos son algunos de los ejemplos más comunes de interfaces cerebro-computadora en uso hoy en día:
Neurociencia
Operaciones militares
Medicina
Rescate/Gestión de desastres
Seguridad
Educación
Rehabilitación
Una Breve Historia de las BCI
El punto más temprano en la historia de las BCI se remonta al fisiólogo y psiquiatra alemán Hans Berger. Berger inventó el electroencefalograma, un dispositivo que registra señales de EEG. Se le atribuye el registro de las primeras ondas cerebrales de EEG humano en 1924.
El primer experimento de BCI publicado consistió en utilizar EEG para mover un cursor en una pantalla. Este experimento de 1977 fue el primer uso exitoso registrado de BCI en un laboratorio.
Un experimento monumental de 1988 realizado por Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov y Liljana Bozinovska utilizó BCI y EEG para controlar un robot. El sujeto dirigió al robot para que siguiera una línea en el suelo enviando señales cerebrales desde una máquina de EEG a un software de BCI conectado al robot. Este experimento fue el primero en controlar con éxito un objeto físico utilizando una máquina de EEG.
Desde entonces, se han formado una variedad de empresas de neurotecnología con el propósito de hacer que los implantes de BCI y la tecnología ponible (wearable) sean seguros y eficaces para el uso diario. Emotiv fue la primera en introducir un auricular EEG inalámbrico en 2011.
Más recientemente, en 2017, Rodrigo Hübner Mendes, una persona con cuadriplejía, se convirtió en la primera persona en conducir un automóvil de F1 utilizando únicamente sus ondas cerebrales, gracias a las tecnologías de BCI y a un auricular EEG de Emotiv.
Neuralink, del empresario Elon Musk, es una empresa centrada en la creación de dispositivos BCI que se pueden implantar en el cerebro humano. En 2024, un participante llamado Alex controló con éxito un cursor y jugó a un videojuego con sus ondas cerebrales.
Facebook también anunció en 2017 que estaba construyendo una BCI. La interfaz cerebro-computadora de Facebook tiene como objetivo permitir a los usuarios escribir utilizando únicamente sus ondas cerebrales a través de interfaces cerebro-computadora no invasivas.
¿Quién inventó las interfaces cerebro-computadora?
El profesor de la UCLA Jacques Vidal acuñó el término "BCI" y produjo las primeras publicaciones revisadas por pares sobre este tema. Vidal es ampliamente reconocido como el inventor de las BCI, como se refleja en los artículos revisados por pares.
¿Ofrece Emotiv dispositivos de interfaz cerebro-computadora?
¡Sí! Emotiv es un pionero reconocido y líder del mercado en el campo de las BCI para soluciones empresariales, uso personal y tecnología de EEG inalámbrica.
Emotiv ofrece dispositivos de interfaz cerebro-computadora que se pueden emparejar con su software de interfaz cerebro-computadora llamado EmotivBCI. EmotivBCI se puede utilizar directamente para implementar una BCI dentro de una computadora. También se puede emparejar con la plataforma gratuita de código abierto NodeRed, que conecta las salidas de la BCI a muchos dispositivos de hardware externos compatibles para implementar un control mental directo sobre equipos del mundo real. EmotivBCI y NodeRed permiten a los desarrolladores crear aplicaciones de BCI. Los dispositivos de interfaz cerebro-computadora de Emotiv incluyen los auriculares EEG Emotiv Insight y Emotiv EPOC X.
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