Retroalimentación en el entrenamiento de una interfaz cerebro computadora usando técnicas basadas en realidad virtual

Abstract

Una interfaz cerebro-computadora o BCI (Brain-Computer Interface), se basa principalmente en el análisis de las señales electroencefalográficas (señales EEG) captadas durante algún tipo de actividad mental con la finalidad de controlar un componente externo. Sus prestaciones dependerán en gran medida de la capacidad que tenga un sujeto para controlar sus patrones EEG, siendo necesario un adecuado entrenamiento que en algunos casos puede llegar a extenderse en el tiempo, y resultando imprescindible proporcionar algún tipo de retroalimentación (feedback) que le permita conocer su evolución. El objetivo de esta tesis se centra en realizar un estudio sobre las posibles consecuencias de utilizar un feedback basado en técnicas de realidad virtual en el entrenamiento de los sistemas BCI. Para realizar dicho estudio y poder validarlo, ha sido necesario comparar los resultados obtenidos al emplear estas técnicas con aquellos obtenidos a través de un sistema BCI de referencia basado en un feedback convencional como la extensión de una barra horizontal. Dicho estudio comparativo ha obligado por lo tanto a desarrollar dos tipos diferentes de interfaces cerebro-computadora y en definitiva, realizar el trabajo en dos fases diferentes. En una primera fase, se ha desarrollado y evaluado el sistema BCI de referencia permitiendo obtener resultados que pudieran ser comparados con la interfaz objeto de este trabajo. En una segunda fase, se ha desarrollado y evaluado el sistema BCI basado en técnicas de realidad virtual. Los resultados obtenidos muestran un comportamiento distinto en la respuesta de los sujetos logrando un mejor control de las señales EEG, en especial durante el periodo del feedback. Parece que el uso de una interfaz que resulte más familiar y más atractiva a los sujetos permite lograr una mayor motivación e integración de éstos y puede mejorar los resultados de clasificación, al mismo tiempo que permite una mayor y más rápida adaptación del sujeto al paradigma de entrenamiento.