Existen numerosas enfermedades que pueden desembocar en una pérdida total del control de los músculos del cuerpo. Un caso concreto es el de la Esclerosis Lateral Amiotrófica que afecta, en promedio y sólo en España, a unas 4000 personas. En muchos casos estos pacientes pueden alcanzar el estado conocido como síndrome de enclaustramiento (LIS) y otros, aún peor, el síndrome de enclaustramiento total (CLIS), o un estado equivalente a este último en el que, sin padecer parálisis de los músculos oculares, los pacientes han perdido el control de dichos músculos. En ocasiones, para estas personas, la única opción de comunicación es la basada en interfaces cerebrales. La hipótesis de partida radica en que, si se quiere progresar en la investigación relacionado con los sistemas de comunicación y control basados en la detección del potencial P300, hay que identificar, por un lado, parámetros que mejoren la usabilidad de estos sistemas y, por otro lado, buscar otras alternativas que garanticen un mínimo de comunicación a personas en estado de LIS sin control ocular o en estado de CLIS.
Los objetivos generales de este proyecto se centran en llevar a cabo tareas de investigación y de desarrollo de aplicaciones con la finalidad de contribuir a la mejora de la calidad de vida de pacientes bajo el síndrome de enclaustramiento, como es el caso de algunos pacientes que sufren de ELA. Es importante indicar que, si bien es cierto que pueden existir líneas de investigación que puedan tener una mayor repercusión en cuanto a un mayor número de potenciales usuarios, no es por ello que no deba considerarse menos importante llevar a cabo tareas de investigación que contribuyan al desarrollo de aplicaciones para un menor número de usuarios, sobre todo, teniendo en cuenta el enorme beneficio que pueden aportar.
Objetivos específicos:
OBJETIVO 1: Desarrollo de un sistema de comunicación y control para personas en estado de síndrome de enclaustramiento.
El primer objetivo está motivado por la inexistencia de un sistema de comunicación y control basado en la detección del potencial P300 que sea flexible, adaptable a cada usuario y, sobre todo, fácil de configurar por los cuidadores y /o familiares. Dicha aplicación permitiría a los pacientes, y a través de su actividad cerebral, una opción de comunicación y de control, ofreciéndoles un mínimo de calidad de vida. Para desarrollar esta aplicación se partirá de la aplicación UMA-BCI Speller ya desarrollada en el proyecto LICOM y que tiene como principal función ofrecer un sistema de comunicación flexible y fácil de configurar. Con el propósito de mejorar la usabilidad de este sistema de comunicación, se trabajará en la incorporación de nuevas estrategias de predicción de texto y en técnicas que faciliten la generación, por parte de los usuarios, de sus propias plantillas de imágenes y pictogramas, incluyendo, en todo momento, la posibilidad de emitir la información a transmitir a través de un sintetizador de voz. En lo que se refiere al sistema de control, y partiendo de nuevo de la aplicación desarrollada en el proyecto LICOM, la aplicación resultante deberá permitir al paciente controlar algunas funciones y dispositivos de su entorno sin tener que recurrir a su cuidador. Esto le permitiría no sólo incrementar su autoestima, sino además ejecutar acciones que no son siempre entendidas por el cuidador. Hay que decir que con este objetivo, además, se incrementarían las funcionalidades de la herramienta UMA-BCI Speller, obteniendo una aplicación con unas prestaciones y características hasta ahora inexistentes (fácil de usar, totalmente configurable, diversidad de opciones,…) .
Para lograr este objetivo se establecen 3 objetivos parciales:
- Objetivo 1.1- Desarrollo de algoritmos para la mejora del sistema de comunicación UMA-BCI Speller
- Objetivo 1.2- Desarrollo del sistema de control
- Objetivo 1.3- Prueba del sistema
OBJETIVO 2: Estudio y propuesta de interfaces de comunicación para pacientes sin control oculomotor.
Si bien los sistemas de comunicación basados en un BCI-P300 speller dan buenos resultados cuando el sujeto aún dispone de cierto control oculomotor, las prestaciones empeoran enormemente cuando el paciente también pierde dicho control, y más aún si hablamos de pacientes en estado de CLIS. Hasta la fecha son muy pocos los estudios que abordan esta problemática debido a su complejidad. Se hace necesario estudiar estrategias de control que faciliten la comunicación a estos pacientes, aunque ésta sea muy básica, como responder Si/No a preguntas. La investigación se centrará en estudiar distintas alternativas que consigan este fin haciendo uso de estímulos visuales, auditivos, vibrotáctiles o combinación de estos. En este objetivo se pretende igualmente incorporar en la aplicación UMA-BCI Speller las nuevas funcionalidades de comunicación procedentes de los resultados de la investigación. En este sentido, si bien la finalidad es proponer soluciones concretas a pacientes concretos, hay que decir que en este objetivo hay una fuerte componente de investigación.
En este objetivo 2 se plantean 2 objetivos parciales:
- Objetivo 2.1- Estudio de soluciones basadas en potenciales ERP sobre pacientes sin control oculomotor
- Objetivo 2.2- Implementación y prueba del sistema completo
OBJETIVO 3: Estudio de paradigmas de estimulación del sistema BCI-P300 speller que mejoren la usabilidad de estos sistemas.
Tal y como se ha comentado en el estado del arte, estudios preliminares sugieren nuevas estrategias basadas en el color y en la incorporación de imágenes que deben ser investigadas de cara a mejorar la eficiencia de los sistemas BCIs aplicados al control de un teclado virtual. Esto permitiría incrementar la velocidad de escritura y la tasa de acierto, mejorando al mismo tiempo la usabilidad de estos sistemas.
En este objetivo 3, que tiene una importante componente de investigación, se plantean de nuevo 2 objetivos parciales:
- Objetivo 3.1- Estudio de los efectos de la incorporación del color en la matriz de configuración del teclado virtual
- Objetivo 3.2- Estudio de los efectos de la estimulación con imágenes de distintas características emocionales aplicado a un sistema BCI basado en el P300
Cabe resaltar que todos estos objetivos incluyen una importante tarea de evaluación. Dicha evaluación se llevará a cabo en una primera fase con personas sanas y, en una segunda fase, con pacientes