Un grupo de investigación encabezado por la doctora Josefina Gutiérrez Martínez diseñó una interfaz cerebro-computadora para controlar una ortesis robótica de mano. Su objetivo fue optimizar los esfuerzos de rehabilitación en pacientes con problemas de movilidad en la mano. Se trata de un dispositivo de apoyo externo para la mano. Es decir, una especie de soporte que puede usarse para estabilizar, corregir o apoyar las funciones de la mano. Se diferencia de una prótesis robótica en que no reemplaza al miembro, sino que lo asiste.

De dicho trabajo derivó un proyecto alterno que consistió en el desarrollo de un sistema de registro de señales electroencefalográficas (EEG). Este incorpora un circuito que capta, limpia y amplifica las señales cerebrales relacionadas con el movimiento de las manos.

Este trabajo estuvo a cargo del ingeniero biomédico Jorge Airy Mercado, adscrito al Laboratorio de Investigación en Ingeniería Médica del Instituto Nacional de Rehabilitación (INR). El investigador explicó que luego de tres años de trabajo, lograron concretar un prototipo totalmente funcional.

Dispositivo clínico portátil

Existen otros ejemplos de ortesis robótica, que permiten interpretar las señales eléctricas que el cerebro de las personas emite y convertirlas en acciones puntuales. Sin embargo, el prototipo que él desarrolló como parte del proyecto a cargo de la doctora Gutiérrez Martínez es innovador porque está diseñado para funcionar sin depender totalmente de una computadora.

Al ingeniero Airy Mercado se le pidió desarrollar un sistema de registro de señales EEG con características muy particulares. El objetivo era optimizar la etapa de adquisición de señales, con el objetivo de formar parte de una terapia de rehabilitación de los pacientes. Entre esas especificaciones le solicitaron que fuera portátil y de bajo consumo energético. En términos generales, debía tener un buen desempeño para procesar las señales electroencefalográficas de los usuarios relacionadas con el movimiento de las manos en particular.

El prototipo final se trata de un circuito que, con base en electrodos montados en el cuero cabelludo del usuario. De ahí toma las señales eléctricas que emite el cerebro. Al captarlas, las limpia y amplifica para dejarlas listas para otra etapa de procesamiento que se encarga de interpretarlas y determinar la acción que realiza el sujeto.

La misma tecnología puede adaptarse a otras aplicaciones médicas, a decir del investigador, que trabajó con un equipo que incluyó estudiantes de licenciatura del Instituto Politécnico Nacional y la Universidad La Salle.

El trabajo que realizó el equipo tomó como base las especificaciones de la Federación Internacional de Neurofisiología Clínica. Dichas directivas incluyen una serie de parámetros que se deben cumplir al construir equipos tecnológicos de este tipo, es decir, los utilizados para registrar señales EEG de uso clínico.

Ortesis robótica: qué sigue

Con base en esos lineamientos, las primeras versiones que desarrolló el equipo del investigador fueron ensambladas con componentes comerciales y tabletas de prueba para prototipos. Una vez que obtuvieron las primeras respuestas de funcionamiento satisfactorias, trasladaron el desarrollo a circuitos impresos y componentes de montaje superficial.

—Al final, concretamos una placa de circuito impreso que no mide más de 10 por ocho centímetros y donde se acopla el microcontrolador que digitaliza y envía las señales a la computadora. A futuro, el microcontrolador podrá emplearse para ejecutar algoritmos de procesamiento de la señal que generalmente se realizan en la computadora en estas aplicaciones. Esto permitiría integrar tecnologías de rehabilitación portátiles y aptas para un entorno clínico —señala el investigador.

Fuente: Agencia Informativa Conacyt, bajo una licencia CC BY 4.0 de Creative Commons.