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Ingeniería e

inteligencia artificial

para entender la mente

Interfaces cerebro-máquina no invasivas en la
rehabilitación de personas con movilidad reducida

l director del grupo de investigación Brain-Ma-
chine Interface Systems Lab, José María Azorín,
explica que en el ámbito clínico su equipo se
Ecentra en desarrollar interfaces cerebro-máqui-
na no invasivas para la rehabilitación de personas que José María Azorín Vicente Micol
padecen movilidad reducida: “Para que un exoesque-
leto pueda ayudar a la persona a caminar, debemos Director del Brain-Machine Vicerrector de Relaciones
conseguir interpretar la información del cerebro, para
lo cual aplicamos diferentes técnicas de Inteligencia Interface Systems LAB internacionales UMH
Artificial (IA)”. En ese proceso de intención de la mar-
cha se generan una serie de patrones en el cerebro y
el objetivo es registrar esa actividad, trasladarla a un
ordenador que permita su tratamiento y análisis y que tar determinar cuál es la capacidad artística de una desarrollo del cerebro en aquellas personas que han
envíe la señal de caminar al exoesqueleto para que la persona de acuerdo a su actividad cerebral. “Se tra- hecho esas tareas creativas durante su infancia, esto
estructura facilite el movimiento. El trabajo del grupo ta de una línea de investigación incipiente en la que podría servir para mejorar el diseño de los currículos
se enmarca dentro de uno de los nodos internacionales pretendemos analizar si hay patrones relacionados formativos”, apunta el profesor.
del Centro BRAIN (Building Reliable Advances and In- entre aquellas personas que demuestran una alta
novation in Neurotechnology), el centro estadounidense capacidad creativa”, apunta Azorín. Para conseguirlo, Cuando se le consulta al profesor José María Azorín
de investigación colaborativa entre industria y univer- desarrollan técnicas que, de nuevo, posibilitan la cla- por el futuro en este terreno, apunta hacia el desarro-
sidad en el campo de la neurotecnología financiado por sificación de patrones, en esta ocasión relacionados llo de interfaces cerebro-máquinas implantadas de
la National Science Foundation (NSF). con el comportamiento imaginativo. una forma muy poco lesiva para el usuario y en las
que se estimularán los nervios de forma interna, sin
La pregunta que se plantean es la siguiente: ¿Qué “El problema en estos casos es que la creatividad y la necesidad de un exoesqueleto en aquellos casos en
está pasando por el cerebro de la persona cuando tie- cómo se genera son conceptos subjetivos”, expone el los que sea posible. “Ni habrá exoesqueleto ni habrá
ne la intención de caminar? Se centran en casos en profesor. La hipótesis de partida del grupo es que es un casco visible de electrodos”, aventura el investi-
los que el sujeto padece una limitación motora, ya sea probable la existencia de una relación entre la crea- gador. Azorín se refiere a los electroceuticals, dispo-
por un accidente o porque ha sufrido, por ejemplo, un tividad y las señales EEG (aquellas que se registran sitivios electrónicos implantables que registrarán la
ictus, situaciones en las que la señal que se genera con un encefalograma). En la investigación, llevan a actividad del sistema nervioso y actuarán sobre éste
en el cerebro no llega correctamente al músculo. Esta cabo pruebas con personas a las que se les plantean mediante impulsos eléctricos. En la Universidad de
línea de trabajo ha contado con financiación europea diferentes tareas, como puede ser escuchar música o Berkeley (EE.UU.) se ha creado una spin off que tra-
y se enmarca en la investigación de los procesos cere- pintar, para intentar obtener una correlación entre su baja en esta línea y que ha conseguido una importan-
brales: registran y clasifican las señales encefalográ- capacidad de crear y la actividad cerebral. Esta línea te financiación para empezar trabajar. “Esto nos da
ficas para determinar las relacionadas con el proceso de trabajo, en la que el grupo colabora con la Univer- una idea de por dónde va a ir el futuro en el desarrollo
de la marcha mediante algoritmos y clasificadores sidad de Houston (EE.UU.), puede contar con multitud de estas tecnologías”, apunta el profesor.
de patrones. Un algoritmo extrae las principales ca- de aplicaciones: “Si demostramos que hay un mejor
racterísticas de la señal y un clasificador determina
si los patrones corresponden o no a la intención de
iniciar o detener la marcha. Para ello, se ponen en Centro BRAIN Su actividad se desarrollará en distintas subáreas de la Neu-
práctica técnicas de IA relacionadas con el reconoci- rotecnología como las relativas a la salud, el deporte, las artes
miento de patrones y con modelos computacionales La inclusión de la UMH en el Centro BRAIN, del que forman y la industria inteligente o smart factory y, por tanto, tiene un
de redes neuronales. parte un gran número de empresas y hospitales de Estados marcado carácter multidisciplinar que permitirá la participa-
Unidos, tuvo lugar en diciembre de 2018 y fue posible gracias a ción de grupos de investigación de la UMH pertenecientes a las
una colaboración científica previa de los profesores José María áreas más diversas. También, presenta una oportunidad para
Esta investigación se mueve en el terreno de las Azorín de la UMH y José Luis Contreras Vidal de la Universidad estimular actividades de emprendimiento y traslacionales en
técnicas denominadas machine-learning, que persi- de Houston (EE.UU.). El nodo internacional de este centro en el área de las Ciencias de la Salud de la UMH, como el centro
guen un entrenamiento del algoritmo, que le permita la UMH, dirigido por el profesor Azorín, ha contado en sus pri- experimental Cyborg. El nodo BRAIN de la UMH supondrá, un
aprender sobre los patrones cerebrales. “En realidad, meros pasos con el apoyo institucional del Vicerrectorado de acicate más para reforzar la reciente incorporación de Alicante
se trata de un proceso de aprendizaje mutuo: por par- Relaciones Internacionales y del Vicerrectorado de Investiga- a la red Ellis y para posicionar debidamente a la provincia en el
te de la persona, que aprende a modular sus señales ción e Innovación. Según explica el vicerrector de Relaciones ámbito internacional de la Neurotecnología.
cerebrales, pero también del clasificador, que tiene Internacionales de la UMH, Vicente Micol, las colaboraciones
científicas entre investigadores de distintas universidades son El Centro BRAIN está dirigido por la Universidad del Estado
que adaptarse a esos patrones que se van creando”, las mejores herramientas para generar relaciones estables, de Arizona, una de las universidades más prestigiosas en
añade el investigador. En este proyecto colaboran con exitosas y duraderas entre instituciones y éste ha sido el caso innovación y transferencia de EE.UU. y posicionada entre las
diferentes centros clínicos, como es el caso del Hospi- de la cooperación entre la UMH y la Universidad de Houston. 100 mejores del mundo y la Universidad de Houston. Asimis-
tal de Parapléjicos de Toledo, centro de referencia en Además, esta cooperación ha permitido establecer un convenio mo, cuenta con el apoyo de la organización NSF, la agencia
España de lesionados medulares. de movilidad e intercambio de estudiantes, profesores e inves- federal creada por el Congreso de EEUU en 1950 para promo-
tigadores entre ambas instituciones. La presencia de la UMH ver la investigación y generar el conocimiento que transforme
en el Centro BRAIN supone el acceso a nuevas oportunidades el futuro. Además de la UMH, sólo forman parte de este centro
Otra línea de investigación fuera del ámbito de la de financiación de proyectos en el área de la Neurotecnología y otros dos nodos internacionales fuera de EEUU: el Imperial
salud y en la que el equipo también utiliza técnicas potenciará la movilidad internacional de profesores y estudian- College London (Reino Unido) y el Instituto Tecnológico de
de IA es el estudio de la capacidad creativa: inten- tes entre los nodos del centro. Monterrey (México).

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