Volumen 3, Número 4, julio 2008: Tecnología para un Interfaz de Cerebro-Computadora

En esta edición de reSearch se explora el tema de la interfaz cerebro-computadora (ICC), mirando a algunos de los últimos desarrollos y sus posibles beneficios para las personas con discapacidades. reSearch fue creado originalmente como un vehículo para explorar temas relacionados a la discapacidad presentados por los clientes a través de nuestro servicio de información por teléfono, correo, correo electrónico, y nuestro servicio de referencia basado en chat. En mayo, NARIC recibió una solicitud por correo electrónico para obtener información sobre ICC:

…Actualmente estoy haciendo un curso de periodismo y estoy haciendo un trabajo independiente que espero sea publicado en el futuro. Mi historia actual es un artículo de fondo sobre los beneficios de tecnología, especialmente en la medicina. En particular, Interfaces de Cerebro-Computadora, que son básicamente las computadoras para ayudar a las personas, como hacer que alguien que está paralizado capaz de controlar una máquina a través del pensamiento y de esta manera aumentar la movilidad y la independencia de las personas. Me preguntaba si usted podría hacerme saber lo que piensan son los beneficios de la tecnología de este tipo para personas que sufren de lesiones espinales y las implicaciones futuras.

En Junio, NARIC expuesto en la conferencia anual de la Sociedad de América del Norte sobre la Ingeniería de Rehabilitación y la Tecnología de Asistencia (RESNA por sus siglas en inglés), donde tuvimos la oportunidad de conocer a los investigadores en este campo apasionante.
 
Tecnologías de interfaz de cerebro-computadora – abreviado ICC a lo largo de este documento – ofrecen a personas con discapacidades nuevas oportunidades de rehabilitación, y ampliaron el uso de dispositivos adaptivos y de apoyo, especialmente para los individuos con trastornos neurológicos y de comunicación así como el síndrome de enclaustramiento (SE) o esclerosis lateral amiotrófica (ELA). (Vea reSearch, 1(4), septiembre 2006 para obtener más información sobre ELA). Las tecnologías de ICC proporcionan una directa conexión entre el cerebro del usuario y el dispositivo de computadora, ya sea a través de la implantación de electrodos en el cerebro o electrodos colocados en el cuero cabelludo similar a la un electro-encefalograma (EEG). Esta conexión puede ser en forma de cualquiera de los dispositivos informáticos al usuario o el cerebro del usuario a la computadora. Tecnologías de dos vías de ICC permiten la comunicación entre el dispositivo de la computadora y el usuario. Además, la tecnología ICC puede ser utilizada en combinación con la prótesis y órtesis para restaurar el funcionamiento del miembro más natural. (Para obtener más información sobre las mejores prácticas en próstesis y órtesis vea reSearch 1(2), junio 2006).
 
Al principio, íbamos a explorar la investigación sobre ICC durante un período de 10 años. Sin embargo, la riqueza de nuevas investigaciones publicadas desde 2003 brindó una amplia “instantánea” de las últimas innovaciones en ICC. Nuestros términos principales de búsqueda incluyeron interfaz de cerebro-computadora, interfaz neuronal directo, interfaz cerebro máquina, tecnología de asistencia neural, y varios otros. Un listado de aproximadamente 150 términos descriptores adicionales entre las bases de datos de NARIC, ERIC, Colaboración Cochrane, y PubMed pueden ser encontrados al fin de este documento.
 
Una búsqueda de la base de datos REHABDATA resultó en cinco documentos publicados entre 2003 y 2007. La búsqueda en la base de datos ERIC resultó en un documento publicado en 2006; y la búsqueda en la Colaboración Cochrane resultó en nueve documentos publicados entre 2004 y 2006. Finalmente, una búsqueda de PubMed resultó en 70 documentos publicados entre 2003 y 2008. Las menciones completas se incluyen en este informe de investigación.

Los proyectos financiados por NIIDLRR que se relacionan a la Interfaz de Cerebro-Computadora y las Tecnologías de Asistencia relacionadas

Además de las búsquedas de documentos, buscamos en la Base de Datos del Programa de NIDRR para localizar los beneficiarios/proyectos relacionados con la interfaz de cerebro-computadora y tecnologías relacionadas de asistencia. La búsqueda resultó en nueve proyectos financiados por NIDRR – cinco actualmente financiados y cuatro que han terminado sus actividades de investigación. Información sobre los proyectos y sus publicaciones se ofrecen como recursos adicionales para nuestros clientes.

Assistivetech.net – Sitio de Internet en la Tecnología de Asistencia.
Número del Proyecto: H224B020002 (Ex concesionario de NIDRR, ahora financiado a través de RSA).
www.assistivetech.net (en inglés).
 
Desarrollo de un Interfaz Neuronal-Máquina para el Control de Prótesis de Extremidades Inferiores.
Número del Proyecto: H133F080006
 
Centro de Investigación de la Ingeniería de Rehabilitación sobre el Aumento de Comunicación.
Número del Proyecto: H133E030018
www.aac-rerc.com (en inglés).
 
RERC sobre la Robótica de Rehabilitación y Máquinas de Tele-manipulación Ayudando la Recuperación del Accidente Cerebro-Vascular en el Centro de Investigación de la Ingeniería de Rehabilitación (MARS-RERC por sus siglas en inglés).
Número del Proyecto: H133E020724
 
Sociedad de América del Norte de la Ingeniería de Rehabilitación y la Tecnología de Asistencia (RESNA por sus siglas en inglés).
Anteriormente un concesionario de NIDRR y es actualmente financiado a través de la Administración de los Servicios de Rehabilitación (RSA, por sus siglas en inglés).
www.resna.org/projects (en inglés).
 
Proporcionan la asistencia técnica a los Programas Estatales de TA
(http://69.89.27.238/~resnaorg/taproject/resna.html en inglés) financiado con cargo a la Ley de TA de 1998, según enmendada.
Proporciona recursos de asistencia técnica para los programas de préstamos de los Programas de Financiamiento Alternativo (PFA) (http://69.89.27.238/~resnaorg/AFTAP/RESNA.html en inglés) financiado bajo Título III de la Ley de TA de 1998 y aquellos asociados con los programas estatales de TA.

Los siguientes proyectos han terminado sus actividades de investigación. Sus informes y artículos están disponibles a través del servicio de entrega de documentos de NARIC:

Interfaces de Ayuda de Computadora para las Personas con Trastornos de Movimiento.
Número del Proyecto: H133G30064
Teléfono: 410/955-7093
 
Interfaz Directa Cerebral para el Control de Tecnología de Asistencia.
Número del Proyecto: H133G70120
Teléfono: 734-936-7170
 
Visión de la máquina para el reconocimiento de expresiones faciales emblemáticas para facilitar la interacción entre Personas y Computadoras.
Número del Proyecto: RA94129001
Teléfono: 703/731-0655
 
Interfaz multi-modal, configurable de usuario para las personas con discapacidades.
Número del Proyecto: RW96013006
Teléfono: 703/760-9720

Los documentos de la búsqueda en REHABDATA, una base de datos de NARIC, se enumeran a continuación:

2007

(2007). Movilidad y mucho más. PN/Noticias de la Paraplejia, 61(8), 15-16
Número de Acceso de NARIC: J52832
RESUMEN: El artículo presenta la tecnología recientemente desarrollada para asistir a las personas con discapacidades de comunicación y movilidad incluyendo un dispositivo que convierte los pensamientos en palabras, una silla de ruedas controlada bajo control mental, y ruedas de dos velocidades para sillas de ruedas. Michael Callahan, un estudiante graduado en la Ingeniería de Sistemas y Empresarial en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, ha inventado el Audeo, un dispositivo que traduce las señales neurológicas en palabras habladas o comandos para otros dispositivos, tales como una silla de ruedas eléctrica. Él también ha creado una aplicación que compara las señales de los músculos del cuello y desarrollo un prototipo de silla de ruedas completamente funcional que puede ser controlado por los pensamientos de una persona. El artículo también discute Ruedas Mágicas, ruedas de dos equipos toda mecánica que reemplazan el rayo de rueda estándar, “mag”, o de poder asistido a las ruedas de las sillas de ruedas manuales. En la velocidad normal, Ruedas Magia supuestamente funcionan igual que las ruedas estándar de las sillas de ruedas. Cuando cambiado a baja velocidad, son similares a una bicicleta de dos velocidades, por lo que es fácil de empujar sobre cuestas o rampas o rodar sobre superficies irregulares. Ruedas Mágicas también tiene un sistema automático de retención en la colina para que los usuarios no rueden hacia atrás entre empujones.

2006

Branner, Almut; Caplan, Abraham, H.; Chen, David; Donoghue, John P.; Friehs, Gerhard, M.; Hochberg, Leigh, R.; Muand, Jon, A.; Penn, Richard, D.; Saleh, Maryam; & Serruya, Mijail, D. (2006). Conjunto de control neuronal de la prótesis por un ser humano con tetraplejia. La Naturaleza, 442(7099), 164-171.
Número de Acceso de NARIC: J53625
RESUMEN: El artículo presenta resultados de una evaluación clínica piloto de un BrainGate (Cyberkinetics, Inc.), una prótesis neuromotora (PNM) en un hombre con tetraplejia. Un PNM es un tipo de ICC diseñado para restaurar la función motora perdida en humanos paralizados por el enrutamiento de señales relacionados al movimiento del cerebro a los efectores externos. Los PNM requieren que la actividad neuronal de intención impulsada se convierta en una señal que permite tareas útiles. La actividad neuronal registrada conjunto a través de una serie de 96 electrodos implantados en la corteza primaria motora del sujeto demostró que el movimiento de la mano cortical modula tiene patrones de picos tres años después de la lesión de la médula espinal. Decodificadores se crearon para producir un control neural con la que el sujeto abrió simulados correos electrónicos y dispositivos operados así como la televisión. El sujeto también utilizo el control neural para abrir y cerrar una mano de prótesis, y realizar tareas básicas con un brazo robótico multi-articulado.
 
Redstone, Fran. (2006). Un programa de capacitación para el uso de un sistema de control de Cyberlink para niños con parálisis cerebral. Tecnología y Discapacidades, 18(3), 107-115.
Número de Acceso de NARIC: J52044
RESUMEN: El estudio evaluó el uso del Cyberlink con dos niños de cinco y cuatro años con parálisis cerebral, los cuales no eran verbales. Cyberlink es una interfaz informática que está conectada a la frente del usuario con el fin de interpretar las ondas cerebrales, los movimientos faciales mínimos, y movimientos oculares. Un programa de entrenamiento fue desarrollado usando el Cyberlink para enseñar a hacer clic en el ratón y las técnicas de control del cursor, así como utilizar el cursor para los juegos y la comunicación aumentativa y alternativa. Los resultados indicaron que tanto los pacientes aprendieron a controlar el cursor de manera adecuada, como la individualización de los estímulos para cada niño y la flexibilidad del software se determinaron ser los indicadores clave del éxito del programa.

2003

BeMent, S.L.; Huggins, J.E.; Kishwaha, R.K.; Levine, S.P; Minecan, D.N.; Sagher, O.; Schuh, L.A.; & Vaideeswaran, J. (2003). Experimentos de biofeedback para mejorar la detección de potenciales relacionados con eventos en las señales de electrocorticograma. En R. Simpson (Ed.), Actas de la 26ª Conferencia Internacional de RESNA: Tecnología y Discapacidad: Investigación, Diseño, Práctica y Política. Arlington, VA: RESNA Press.
Número de Acceso de NARIC: O15623
RESUMEN: El documento describe el uso de información en tiempo real para mejorar los potenciales relacionados con eventos (PRE), que son necesarios para operar una interfaz directa del cerebro, en las señales humanas de electro-cortico-grama. Una interfaz directa del cerebro acepta comandos voluntarios directamente desde el cerebro humano sin necesidad de movimiento físico y puede ser utilizado para operar una computadora u otra tecnología de asistencia. En el sistema de primera generación, los comentarios a los sujetos se basaron en el cambio gradual en la relación entre señal-a-ruido de la plantilla de PRE. El sistema de segunda generación proporciono información en línea a los sujetos sobre los valores de correlación cruzada generada por la correlación de una plantilla de PRE con la señal continua de electrocorticograma. Los resultados mostraron que con la biofeedback, los sujetos podían aprender a mejorar la precisión de detección de los PRE. Este documento se presentó en la conferencia anual de 2002 de RESNA, la Sociedad de América del Norte de la Ingeniería de Rehabilitación y la Tecnología de Asistencia y está disponible en CD-ROM.
 
Good, David, C. (2003). Accidente Cerebrovascular: Intervenciones prometedoras de neuro-rehabilitación y los pasos para ponerlos a prueba. Revista estadounidense de medicina física y rehabilitación, 82(10(Suplemento)), S50-S57.
Número de Acceso de NARIC: J46999
RESUMEN: El artículo analiza intervenciones de rehabilitación de accidente cerebrovascular que están actualmente en estudio, así como los tratamientos que pueden ser candidatos para ensayos clínicos aleatorios en el futuro. Algunos de los temas de diseño e implementación relacionadas a los estudios sobre la rehabilitación de accidentes cerebrovasculares y cuestiones únicas a los pacientes con ictus se discuten. Las nuevas técnicas para mejorar la recuperación motora que son el objeto de ensayos clínicos recientes incluyen terapia de movimiento inducido por restricción, entrenamiento en pasarela rodante con apoyo parcial del peso corporal, la formación robótica, y la formación bi-manual de las extremidades superiores. La resonancia magnética funcional, tomografía por emisión de positrones, y electro-encefalografía de alta resolución han sido aplicados con éxito para estudiar la reorganización neural después del accidente cerebrovascular. También se discuten las intervenciones farmacológicas, la tecnología BCI, y trasplante de células.
 
Copias del texto completo de muchos de estos documentos pueden estar disponibles a través del servicio de entrega de documentos de NARIC. Para solicitar cualquiera de los documentos mencionados anteriormente, tenga en cuenta el número de acceso y llame a un especialista en información en 800/346-2742. Hay un suplemento de 5 centavos por cada página para copiar y enviar con un mínimo de $5 en todos los pedidos.

El documento de la búsqueda en ERIC (www.eric.ed.gov - en inglés) se enumera a conitnuación:

2006

Hammock, Elizabeth, A.D.; & Levitt, Pat. (2006). La disciplina del desarrollo neuro-conductual: La interfaz emergente de procesos que crean los circuitos y las habilidades. Desarrollo Humano, 49(5), 294-309.
ERIC#: EJ750637
RESUMEN: El estudio sobre el desarrollo neuro-conductual se centra en los mecanismos mediante los cuales las experiencias de un individuo influyen en la ontogenia de los circuitos cerebrales que son los que controlan las funciones complejas, tales como el compromiso social, regulación de ánimo y emocional y la cognición. Los avances en los métodos experimentales y tecnologías proporcionan oportunidades para reunir más información detallada sobre el desarrollo de sistemas de comportamiento. Esta información es más comprensiva y se aplica fácilmente en los estudios de la utilización de estrategias que vinculan las disciplinas de la neurobiología del desarrollo y la psicología. En este caso, ejemplos se proporcionan para ilustrar la asamblea jerárquica de los sistemas neuronales, que incorporan información del genoma y el medio ambiente para definir la trayectoria final del desarrollo de un individuo.

Los documentos de la búsqueda en la Base de Datos Cochrane sobre los Análisis Sistemáticos en www.thecochranelibrary.org (en inglés) se enumeran a continuación:

2006

Birbaumer, N.; Elger, C.; Hill, N.J.; Hinterberger, T.; Kübler, A.; Lal, T.N.; Mochty, U.; Nijboer, F.; Schölkopf, B.; Schröder, M.; Widman, G.; & Wilhelm, B. (2006). Clasificando las señales de EEG y ECoG sin entrenamiento del sujeto para la implementación rápida de BCI: Comparación de los sujetos no-paralizados y completamente paralizados. Transacciones de IEEE en los Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 14(2), 183-6.
ID: CN-00557088
RESUMEN: Resumimos los resultados de una serie de estudios relacionados que tienen como objetivo desarrollar un BCI basado en imágenes motor utilizando una sesión de grabación con señales de electroencefalograma (EEG) o electrocorticograma (ECoG por sus siglas en inglés) para cada tema. Nosotros aplicamos los mismos métodos experimentales y de análisis a 11 sujetos no-paralizados (8 EEG, 3 ECoG), y a 5 sujetos paralizados (cuatro EEG, un ECOG) que habían sido incapaces de comunicarse por algún tiempo. Mientras que era relativamente fácil de obtener rápidamente señales clasificables de la mayoría de los sujetos no paralizados, no se pudo clasificar las señales obtenidas de los pacientes paralizados por los mismos métodos. Esto pone de relieve el hecho de que los paradigmas BCI, aunque algunos pueden funcionar bien con los sujetos sanos, esto no indica necesariamente el éxito con el grupo de usuarios objetivo. Planteamos las posibles razones de esta falta de transferencia.
 
Gao, S.; Gao, X.; Hong, B.; Wang, R.; & Wang, Y. (2006). Una práctica VEP basada en una interfaz cerebro-computadora. Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 14(2), 234-9.
ID: CN-00557089.
RESUMEN: Este artículo presenta el desarrollo de un BCI práctico en la Universidad Tsinghua. El sistema utiliza potenciales codificados con frecuencia de estado estacionario evocados visuales para determinar la dirección de la mirada del usuario. Para garantizar una aplicación más universal del sistema, los enfoques para reducir la variación de usuario en el rendimiento del sistema se han propuesto. La velocidad de transferencia de información (VTI) se ha evaluado en el laboratorio y en el Centro de Rehabilitación de China, respectivamente. El sistema ha demostrado ser aplicable a más del 90 por ciento de las personas con un alto ITR en entornos de vida.

2005

Birbamer, N.; Grether, A.; HInterberger, T.; Hofmayer, N.; Kübler, A.; Neumann, N.; Pham, M.; Vatine, J.J.; & Wilhelm, B. (2005). Una interfaz auditora de cerebro-computadora basada en la auto-regulación de los potenciales corticales lentos. Neuro-rehabilitación y Reparación Neural, 19(3), 206-18.
ID: CN-00529434.
RESUMEN: OBJETIVOS: Apoyo a la comunicación para los pacientes gravemente paralizado con discapacidad visual se necesita. Por lo tanto, se investigó la viabilidad de un BCI con estímulos auditivos sólo, basado en la auto-regulación de los potenciales corticales lentos (PCL). MÉTODOS: Estímulos auditivos fueron utilizados para la tarea y la presentación de información en un paradigma de PCL con auto-regulación. Respuestas de PCL voluntariamente producidas y medidas de rendimiento de comunicación fueron comparadas entre tres grupos (total de N=59) de modalidades visuales, auditorias, y cros-modal visual-auditivo. Grabaciones del electroencefalograma y la formación de Cz-mastoides se llevaron a cabo en tres sesiones consecutivas. Se recogieron los datos de 1,500 ensayos por cada sujeto. RESULTADOS: El mejor rendimiento se logró para la visual, seguida por la condición auditiva. El déficit de rendimiento de la condición auditoria se debe en parte a la disminución de producción propia de la positividad. La variabilidad de una respuesta mayor de PCL también represento un menor rendimiento de la condición auditoria. Los estímulos presentados en forma cros-modal no dieron lugar a un aprendizaje significativo o control de PCL. CONCLUSIONES: La comunicación cerebro-computadora utilizando solamente estímulos auditorios solamente es posible. Menor positividad cortical logrado en la condición auditoria, en comparación a la condición visual, puede ser una consecuencia de una mayor atención selectiva a los estímulos auditivos presentados simultáneamente. Para optimizar el rendimiento, las características de los estímulos auditorios pueden tener que ser adaptados. Otras sugerencias para la mejora de rendimiento de la comunicación con los estímulos auditivos se discuten.
 
Birbaumer, N.; Hinterberger, T.; Kotcoubey, B.; Mellinger, J.; & Wilhelm, B. (2006). Un dispositivo para la detección de funciones cognitivas del cerebro en pacientes paralizados completamente o que no responden. Transacciones IEEE en la Ingeniería Bio-medica, 52(2), 211-20.
ID: CN-00502679
RESUMEN: Pacientes que no responden con el resto de las capacidades cognitivas pueden ser capaces de comunicarse con un BCI, como el Dispositivo de Traducción de Pensamientos (DTP). Antes de iniciar el aprendizaje con DTP, lo que podría suponer un esfuerzo considerable; es importante clasificar el estado de la conciencia de los pacientes y sus capacidades cognitivas restantes. Un instrumento para la detección de la actividad cognitiva (DAC) en los completamente paralizados se desarrolló e integró a DTP que es un sistema psico-fisiológico para la comunicación directa del cerebro. En la presente versión, DAC implica cinco experimentos cerebro-potenciales (ECP) relacionados a los eventos e investiga la capacidad de un paciente para discriminar, por ejemplo, entre conceptos y categorías relacionados semánticamente y no relacionados. Los ECP sirven como un indicador del tratamiento de información cortica por los pacientes. Los datos de cinco pacientes con lesión cerebral severa con estado vegetativo persistente diagnosticados que no responden y cinco controles sanos se presentan para ilustrar la metodología. Dos pacientes que presentan la más alta capacidad de respuesta fueron seleccionados para la capacitación en DTP.  La DAC integrada en DTP permite la detección de las capacidades cognitivas y de comunicación directa del cerebro en la casa de los pacientes.
 
Fabiani, G.E.; McFarland, D.J.; Pfurtscheller, G.; & Wolpaw, J.R. (2005). La conversión de la actividad EEG en el movimiento del cursor por una interfaz cerebro-computadora (ICC). Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 12(3), 331-8.
ID: CN-00492040
RESUMEN: El electroencefalograma Wadsworth (EEG) con sede ICC utiliza la amplitud en las bandas de frecuencia mu o beta en la corteza sensomotora para controlar el movimiento del cursor. Usuarios entrenados pueden mover el cursor en una o dos dimensiones. El objetivo principal de esta investigación es proporcionar una nueva comunicación y opción de control para las personas con impedimentos motores severos. En la actualidad, los movimientos del cursor en cada dimensión se determinan 10 veces/s por una función linear de origen empírico de una o dos características de EEG (es decir, bandas espectrales desde lugares diferentes de electrodos). Este estudio utilizo  el análisis fuera de línea de los datos recogidos durante la operación del sistema para explorar los métodos para mejorar la precisión del movimiento del cursor. Los datos fueron recolectados mientras que los usuarios seleccionaron entre tres posibles objetivos a través del control vertical [es decir, de una dimensión (1-D)] del movimiento del cursor. Los tres métodos analizados son diferentes en la dimensión del movimiento del cursor [1-D en comparación de dos dimensiones (2-D)] y en el tipo de la función subyacente (lineal versus no-lineal). Abordamos dos preguntas: ¿Cuál es el mejor método para la clasificación (es decir, para determinar por medio del EEG cual es el objetivo que el usuario quiere alcanzar)? ¿De qué manera el número de características de EEG afectan al rendimiento de cada método? Todos los métodos llegaron a su rendimiento óptimo con 10-20 características. En la simulación fuera de línea, el método de 2-D linear y el método de 1-D no-linear mejoraron el rendimiento significativamente sobre el método de 1-D linear. El método 1-D linear no lo hizo. Estos resultados fuera de línea sugieren que la función 1-D no-linear del cursor o la función 2-D linear del cursor mejoraran la operación en línea del sistema ICC.
 
McFarland, D. J.; & Wolpaw, J.R. (2005). Interfaz cerebro-computadora con sensorio-motora basada en el ritmo: Selección de características por la regresión mejora el rendimiento. Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 13(3), 372-9.
ID: CN-00530837.
RESUMEN: Las personas pueden aprender a controlar las funciones de electroencefalograma (EEG) que consisten de las sensorio-motoras amplitudes de ritmo y se puede utilizar este control para mover un cursor en una o dos dimensiones a un objetivo en una pantalla. En la aplicación estándar de una dimensión, el cursor se mueve horizontalmente de izquierda a derecha a una tasa fija mientras que el movimiento vertical del cursor es controlado continuamente por una amplitud del ritmo sensorio-motor. El borde derecho de la pantalla se divide entre 2 a 6 objetivos; y el objetivo del usuario es controlar el cursor de movimiento vertical de manera que el cursor toque el objetivo correcto cuando se alcanza el borde derecho. Hasta este momento, el movimiento vertical del cursor ha sido una función linear de amplitud en una específica banda de frecuencia [es decir, 8-12 Hz (mu) o 18-26 Hz (beta)] sobre la corteza sensorio-motora de la izquierda y/o derecha. El presente estudio evaluó el efecto de controlar el movimiento del cursor con una combinación ponderada de estas amplitudes en la que los pesos se determinaron por un algoritmo de regresión sobre la base de los resultados anteriores del usuario. Los análisis de los datos obtenidos de un grupo representativo de usuarios capacitados indica que la combinación ponderada de amplitudes ritmo sensorio-motora podría apoyar el control del cursor significativamente superior a la proporcionada por una sola característica. La inclusión de un término de interacción mejora aún más el rendimiento. Las pruebas posteriores en línea del algoritmo de regresión confirmaron la mejora del rendimiento predicho por el análisis fuera de línea. Los resultados demuestran el valor sustancial para las aplicaciones de ICC de algoritmos simples lineal multivariado. En contraste con muchos algoritmos de clasificación, como algoritmos lineales pueden incorporar fácilmente funciones múltiples de la señal, se pueda adaptan fácilmente a los cambios en el control del usuario de estas características, y puede acomodar a otras metas sin mayores modificaciones.

2004

Birbaumer, N.; Flor, H.; Grether, A.; HInterberger, T.; Hofmayer, N.; Kübler, A.; Neumann, N.; Pham, M.; & Wilhelm, B. (2004). Un sistema de comunicación y biofeedback multi-modal basado en el cerebro. Investigación Experimental del Cerebro, 154(4), 521-6.
ID: CN-00471493
RESUMEN: El Dispositivo de Traducción del Pensamiento (DTP) es una ICC basada en la auto-regulación de los potenciales corticales lentos (PCL) y permite a los pacientes completamente paralizados comunicarse utilizando sus potenciales cerebrales. Aquí, una versión ampliada de la DTP es presentada que tiene una modalidad auditoria y una modalidad combinada de biofeedback visual y auditoria añadida a la información visual estándar. Esta característica es necesaria para los pacientes bloqueados que ya no son capaces de enfocar su mirada. Con el fin de probar el rendimiento de la regulación fisiológica con información auditiva 54 participantes sanos fueron asignados aleatoriamente al biofeedback visual, auditiva, o visual auditiva combinada de potenciales corticales lentos. La capacitación consistió de tres sesiones de 500 ensayos por cada sesión con asignación al azar de la positividad o negatividad requerida cortica en mitad de los ensayos. Los datos muestran que la regulación fisiológica del DTP puede ser aprendida con información auditoria e información auditiva/visual combinada, aunque el rendimiento de la biofeedback auditiva solo fue significativamente peor que con la biofeedback visual solamente.
 
Birch, G.E.; Bohringer, R.; Borisoff, J. F.; & Mason, S. G. (2004). Control en tiempo real de un juego de video con un interfaz cerebro-computadora directo. Revista de Neurofisiología Clínica, 21(6), 404-8.
ID: CN-00502182
RESUMEN: Mason y Birch han desarrollado un ICC directo para el control intermitente de los dispositivos tales como sistemas de control ambiental y neuro-prótesis. Este interruptor cerebral basado en EEG, llamado LF-ASD, se ha utilizado en varios estudios fuera de línea, pero poco se sabe acerca de su utilidad con dispositivos del mundo real y aplicaciones informáticas. En este estudio, los individuos sin discapacidades y personas con lesiones espinales de alto nivel utilizaron el interruptor LF-ASD del cerebro para controlar un juego de video en tiempo real. Ambos grupos demostraron activaciones del interruptor que varían de 30 a 78 por ciento  y tasas falsas-positivas en el rango de 0.5 a 2.2 por ciento en tres sesiones de pruebas de 1-hora. Estos niveles corresponden con la precisión mayor de clasificación del interruptor de 94 por ciento para todos los sujetos. Los resultados sugieren que los sujetos con lesiones de la médula espinal pueden operar el interruptor cerebral con la misma habilidad de los sujetos sin discapacidades en un ámbito controlado de tiempo real. Estos resultados apoyan los hallazgos de estudios anteriores.
 
Celka, P.; & Gysels, E. (2004). Sincronización de la Fase para el reconocimiento de las tareas mentales en una interfaz cerebro-computadora. Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 12(4), 406-15.
ID: CN-00504681.
RESUMEN: Los ICC pueden ser un canal de comunicación para el futuro para las personas con impedimentos motores. Los ICC de superficie basados en el electroencefalograma (EEG), las características extraídas se derivan de las estimaciones espectrales y modelos autorregresivos. Examinamos la utilidad de sincronización entre las señales de EEG para la clasificación de las tareas mentales. Con este fin, investigamos el desempeño de las funciones derivadas de la fase del valor de cierre (FVC) y de la coherencia espectral y los comparamos a las tasas de clasificación resultando de las densidades de poder en las bandas de frecuencia alfa, beta1, beta2, y 8-30Hz. Cinco grabaciones de 60 minutos adquiridas de tres sujetos mientras que realizaban tres tareas mentales se analizaron fuera de línea. No artefactos fueron retirados o rechazados. Nos dimos cuenta de diferencias entre FVC y la coherencia espectral media. Para uso exclusivo de las medidas de sincronización, la precisión de la clasificación hasta el 62 por ciento se han alcanzado. En general, el mejor resultado se obtuvo por una combinación de medidas de fase sincronización con las estimaciones de alfa densidad espectral de potencia. Los resultados demuestran que la sincronización de fase proporciona información relevante para la clasificación de la tendencia espontánea del EEG durante las tareas mentales.

Los documentos de la búsqueda en la base de datos PubMed, www.pubmed.com (en inglés), de la Biblioteca Nacional de la Medicina se enumeran a continuación:

2008

Aloise, F.; Babiloni, F.; Bufalari, S.; Cherubini, A.; Cincotti, F.; Marciani, M.G.; Mattia, D.; Oriolo, G.; & Schalk, G. (2008). Sistema no invasivo del interfaz cerebro-computadora: Hacia su aplicación como tecnología de apoyo. Boletín de Investigación del Cerebro, 75(6), 796-803.
PMID #: 18394526
RESUMEN: La calidad de vida de personas que sufren con discapacidades motoras severas pueden beneficiarse del uso de la tecnología actual de asistencia capaz de aliviar la comunicación, la gestión del medio ambiente y la movilidad en el hogar, de acuerdo a las capacidades de los usuarios del motor residual. Los ICC son sistemas que pueden traducir la actividad cerebral a las señales que controlan los dispositivos externos. Así que puede representar la única tecnología para los pacientes gravemente paralizados para aumentar o mantener sus opciones de comunicación y control. Aquí informamos sobre un estudio piloto en el que se puso en práctica un sistema de validación para permitir que las personas con impedimentos para mejorar o recuperar su movilidad (directamente o por emulación) y comunicación dentro del entorno. El sistema se basa en un controlador software que ofrece al usuario un interfaz de comunicación que se corresponde con las capacidades motoras residuales del individuo. Los pacientes (n=14) con discapacidades motoras severas debido a los progresivos trastornos neurodegenerativos fueron entrenados a utilizar el sistema prototipo bajo un programa de rehabilitación llevadas a cabo en un espacio amueblado como el hogar. Todos los usuarios utilizan las opciones de control de asistencia regulares (por ejemplo, micro-interruptor o seguidores de la cabeza). Además, cuatro sujetos aprendieron como operar un sistema por medio de un ICC no invasivo basado en EEG. Este sistema fue controlado por las modulaciones voluntarias de los sujetos con ritmos sensorio-motores EEG registrados en el cuero cabelludo; esta habilidad se ha aprendido a pesar de que los sujetos no han tenido el control sobre sus miembros por un largo tiempo. Llegamos a la conclusión de que un sistema prototipo, que integra diversas tecnologías de asistencia que incluye un sistema ICC, potencialmente puede facilitar la traducción de demonstraciones pre-clínicas a un útil ICC clínico.
 
Bai, O.; Floeter, M.K.: Hallett, M.; Hattori, N.; Lin, P.; & Vorbach, S. (2008). Un sensor-motor interfaz cerebro-computadora basado en el beta ritmo de alto rendimiento asociado con el comportamiento motor humano natural. Revista de la Ingeniería Neural, 5(1), 24-35.
PMID #: 18310808
RESUMEN: Para explorar la fiabilidad de un alto rendimiento de ICC de forma no invasiva señales de EEG asociados con comportamiento humano motor natural no requieren una amplia formación. Proponemos un nuevo método de ICC, donde los usuarios realizan cualquier mantenimiento o detiene una tarea motora con el tiempo predefinido. Nueve voluntarios sanos, un sobreviviente de accidente cerebral en el lado derecho con hemiparesia y un paciente con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) participaron en este estudio. Los sujetos no recibieron entrenamiento en ICC antes de participar en este estudio. Hemos investigado las tareas tanto de movimiento físico y la imagen del motor. La derivación Laplacian superficie fue utilizado para aumentar la resolución espacial de EEG. Un método del umbral modelo de libre configuración fue utilizado para la clasificación de las intenciones motoras. El rendimiento de la propuesta de ICC ha sido validado por un juego en línea secuencial binario de control del cursor. Eventos relacionados con la desincronización y sincronización fueron observados cuando los sujetos sostuvieron o detienen la ejecución motora o las imágenes motoras. Análisis de características mostró que la actividad EEG con banda beta en la sensorio-motoras proporcionaba la más grande discriminación. Con un simple modelo libre de la clasificación de la actividad de la banda beta del EEG de un solo electrodo (con derivación de la superficie de Laplacian), las clasificaciones en línea de la actividad EEG con ejecución/imagen motora fueron: mayor de 90 porciento/aproximadamente 80 por ciento de seis voluntarios sanos, más de 80 porciento/aproximadamente 80 por ciento del paciente con accidente cerebro-vascular y aproximadamente 90 por ciento/aproximadamente 80 por ciento para el paciente con ELA. Las actividades EEG de los otros tres voluntarios sanos no eran clasificables. El ritmo beta sensorio-motor de EEG asociados con el comportamiento de EEG asociados con el comportamiento humano motor natural puede ser utilizado para un desempeño confiable y de alta ICC, tanto como para los sujetos sanos y pacientes con trastornos neurológicos. Importancia: El nuevo método no invasivo de ICC pone de relieve una práctica IIC para las aplicaciones clínicas, donde el usuario no requiere una amplia formación.
 
Diserens, K.; Ebrahimi, T.; Hoffmann, U.; & Versin, J.M. (2008). Un eficiente interfaz cerebro-computadora basado en p300 para los sujetos con discapacidades. Revista de Métodos de Neurociencia, 167(1), 115-25.
PMID #: 17445904
RESUMEN: El ICC es un sistema que traduce la actividad cerebral en los comandos de una computadora u otros dispositivos. En otras palabras, un ICC permite a los usuarios a actuar en su entorno usando solamente la actividad cerebral, sin utilizar los nervios periféricos y los músculos. En este artículo, presentamos un ICC que alcanza una alta precisión de clasificación y altas tasas de bits para los sujetos con y sin discapacidades. El sistema es basado en el potencial evocado P300 y es probado con cinco sujetos con discapacidades severas y cuatro sujetos sanos. Para cuatro de los sujetos con discapacidades, las precisiones de clasificaciones se obtienen de 100 por ciento. Las tasas bits obtenidas para los sujetos con discapacidades tienen un rango entre 10 y 25 bits/min. Se prueban el efecto de las diferentes configuraciones de electrodos y los algoritmos de aprendizaje de la máquina sobre la precisión de clasificación. Se discuten otros factores que posiblemente son importantes para obtener una precisión buena de clasificación en los sistemas ICC basados en P300 para los sujetos con discapacidades.
 
Itakura, N.; & Yoshimura, N. (2008). Estudio sobre un interfaz cerebral-computadora transitorio basado en VEP utilizando estímulos visuales sin mirada directa. Electromiografía y Neurofisiología Clínica, 48(1), 43-51.
PMID #: 18338534
RESUMEN: Es necesario que los ICC no sean dispositivos ofensivos de uso diario para mejorar la calidad de vida de los usuarios, especialmente aquellos con discapacidades motoras. Algunos ICC que se basan en potenciales evocados visuales con equilibrio (PEVE), sin embargo, son desagradables por que los usuarios tienen que mirar a una luz parpadeando, como los estímulos visuales. Además, estos tipos de ICC no se pueden utilizar como dispositivos universales por que los PEVE no son detectables por algunos usuarios. Teniendo en cuenta estos hechos, se propone un nuevo ICC utilizando un método sin mirada directa basada en el VEP transitorio. Este interfaz utiliza un modelo de baja velocidad de celosía parpadeando, como los estímulos visuales, y los usuarios miran a otros objetivos visuales aparecen a la derecha e izquierda de los estímulos. La dirección de mirada está determinada por la diferencia de forma de onda de la VEP  transitoria detectado cuando los usuarios miran a cualquiera de los objetivos. La dirección de mira es determinada por la diferencia de forma de onda de la VEP transitorio detectado cuando los usuarios miran cualquiera de los objetivos. Comparado con ICC basados en PEVE, el ICC propuesto molesta menos por que utiliza un patrón de parpadeo de baja velocidad como los estímulos visuales y usuarios no tienen que mirar a los estímulos directamente. Además, la derivación bipolar podría reducir las señales innecesarias y el número de respuestas utilizadas para el promedio de señales para detectar VEP transitorio, lo que conduce a la detección en tiempo más corto de VEP proporcionando este interfaz con velocidad aceptable como ICC, en términos de determinar la dirección de mirar. Los experimentos con 7 sujetos voluntarios mostraron más de un índice de acierto del 85 por ciento en los juicios de la mirada. El resultado sugiere que el ICC propuesto se puede utilizar como un sustituto de PEVE basado en ICC, especialmente para los usuarios en el que los PEVE no se detectan.
 
Krusienski, D.J.; McFarlan, D.J.; Sarnacki, W.A.; & Wolpaw, J.R. (2008). Emulación de control del ratón de la computadora con un interfaz cerebro-computadora no invasivo. Revista de Ingeniería Neural, 5(2), 101-10.
PMID #: 18367779
RESUMEN: La tecnología ICC puede proporcionar una comunicación y control no muscular a las personas que están gravemente paralizados. ICC puede usar técnicas no invasivas o invasivas para la grabación de las señales del cerebro que transmiten los comandos del usuario. Aunque ICC no invasivos son utilizados para aplicaciones sencillas, a menudo se ha asumido que solamente los ICC invasivos, que utilizan electrodos implantados en el cerebro, serán capaces de proporcionar multi-dimensional control secuencial de un brazo robótico o un neuro-prótesis. El presente estudio muestra que ICC no invasivos utilizando grabación por el cuero cabelludo de la actividad electro-encefalográficas (EEG) y un algoritmo adaptivo pueden proporcionar a las personas, incluyendo personas con lesiones de la médula espinal, con movimiento de dos dimensiones del cursor y selección de objetivos. Múltiples objetivos fueron presentados en la periferia de la pantalla de la computadora, con uno designado como el objetivo correcto. La tarea del usuario fue utilizar EEG para mover un cursor desde el centro de la pantalla al objetivo correcto y después usar una característica adicional de EEG para seleccionar el objetivo. Si el cursor llegó a un objetivo incorrecto, el usuario tenía instrucciones de no seleccionarlo. Por lo tanto, esta tarea emuló las características clave de la operación del ratón. Los resultados indican que las personas con discapacidades motoras severas podrían utilizar las señales cerebrales para movimiento y selección multi-dimensional secuencial.

2007

Acharya, S.; Aggarwal, V.; Chatterjee, A.; Ramos, A.; & Thankor, N.V. (2007). Un interfaz cerebro-computadora con “biofeedback” vibrotáctil de información táctil. Revista de Neuro-Ingeniería y Rehabilitación, 4, 40.
PMID #: 17941986
RESUMEN: ANTECEDENTES: Se ha sugerido que un día ICC puede ser adecuado para controlar un neuro-próstesis. De lazo cerrado de ICC, un canal de biofeedback táctil que es compatible con aplicaciones de neuro-prótesis se desea. Operación de un ICC basado en EEG utilizando solamente biofeedback vibro-táctil, un método comúnmente utilizado para transmitir los sentidos táctiles de contacto y presión, se demuestra con un alto nivel de precisión. MÉTODOS: Un ICC basado en el ritmo Mu utilizando un paradigma de las imágenes motoras se utiliza para controlar la posición de un cursor virtual. La posición del cursor se muestra visualmente, así como de transmisión hápticamente por la modulación de intensidad de un estímulo vibro-táctil a la extremidad superior. Un total de seis sujetos operaron el ICC en una tarea de dos etapas de orientación, solamente recibiendo biofeedback vibro-táctil del rendimiento. La ubicación de la vibración también fue sistemáticamente variada entre el brazo derecho y el brazo izquierdo para investigar los efectos dependientes en la localización en el rendimiento. RESULTADOS Y CONCLUSIÓN: Los sujetos son capaces de controlar el ICC solamente utilizando biofeedback vibro-táctil con una precisión promedio de 56 por ciento y el 72 por ciento. Estas precisiones son significativamente más altas que el 15 por ciento previsto por el azar si el sujeto no tenía el control voluntario de su ritmo-Mu. Los resultados de este estudio demuestran que la biofeedback vibro-táctil es una efectiva modalidad de biofeedback para operar un ICC utilizando imágenes motoras. Además, el estudio muestra que la colocación de la estimulación vibro-táctil en el bíceps ipsi-lateral o contralateral  a las imágenes de motora introduce un sesgo significativo en la precisión de ICC. Este sesgo es consistente con una caída en rendimiento generada por estimulación de la extremidad contralateral. Usuarios demostraron la capacidad de superar este sesgo con formación.
 
Achtman, N.; Afshar, A.; Ryu, S.I.; Santhanam, G.; Shenoy, K.V.; & Yu, B.M. (2007). Interfaces cerebro-computadora de libre-ritmo y alto rendimiento. Revista de Ingeniería Neural, 4(3), 336-47.
PMID #: 17873435
RESUMEN: El objetivo de las próstesis neurales es mejorar la calidad de vida de los pacientes con discapacidades severas mediante la traducción de la actividad neural a señales de control para guiar los dispositivos de prótesis o los cursores de computadoras. Recientemente hemos demostrado que hacer planes de la actividad de la corteza pre-motora, que especifica la punta final del próximo movimiento del brazo, puede ser utilizado para guiar con rapidez y precisión los cursores de equipo a los lugares de destino deseado. Sin embargo, estos sistemas actualmente requieren información adicional no-neural para especificar cuando está presente el plan de actividad. Presentamos aquí el diseño y la rendición de los algoritmos estatales de estimador para detectar automáticamente la presencia del plan de actividad utilizando solamente la actividad neural. El rendimiento del próstesis fue casi tan bueno cuando la estimación estatal fue utilizada a cuando la información del plan perfecto de sincronización fue proporcionada por separado (aproximadamente 5 puntos más bajos de porcentaje, cuando utilizando 200 ms de actividad de plan). Estos resultados sugieren fuertemente que un completo ICC impulsado neuralmente de alto rendimiento es posible.
 
Alaranta, H.; Jylänki, P.; Kauhanen, L.; Lehtonen, J.; Rantanen, P.; & Sams, M. (2007). Interfaz cerebro-computadora basado en EEG para tetrapléjicos. Inteligencia Computacional y la Neurociencia, 2007, 23864.
PMID #: 18288247
RESUMEN: Las personas con discapacidades de movimiento requieren un largo tiempo de práctica para aprender a usar un ICC. Nuestro objetivo es desarrollar un ICC que los sujetos tetrapléjicos podrían controlar en solamente 30 minutos. Seis sujetos (nivel de la lesión es C4-C5) operaron un ICC con EEG de seis canales. La tarea era mover un círculo desde el centro de la pantalla de la computadora al lado derecho o izquierdo, tratando los movimientos de la mano derecha o izquierda que son provocados visualmente. Durante los periodos de formación, el clasificador se ha adaptado a la actividad EEG del usuario después de cada intento de movimiento de una manera supervisada. Los comentarios sobre el rendimiento se dieron inmediatamente después de empezar cada utilización de ICC. Dentro del límite del tiempo, tres sujetos aprendieron a controlar el ICC. Creemos que el rápido aprendizaje inicial es un factor importante que aumenta la motivación y la voluntad de usar los ICC. Hemos probado previamente un enfoque similar de clasificación en un solo ensayo de los sujetos sanos. Nuestros nuevos resultados muestran que los métodos desarrollados y probados con los sujetos sanos no funcionan necesariamente bien como en los pacientes con discapacidades motoras. Por lo tanto, es importante usar a los pacientes con discapacidades motoras como sujetos en el desarrollo de ICC.
 
Allison, B.Z.; Wolpaw, E.W.; & Wolpaw, J.R., (2007). Sistemas de interfaz cerebro-computadora: Avances y perspectivas. Análisis de expertos de dispositivos médicos, 4(4), 463-74.
PMID #: 17605682
RESUMEN: Sistemas ICC apoyan comunicación a través de medidas directas de la actividad neural sin la actividad muscular. Las ICC pueden proporcionar la mejor y, a veces, la única opción de comunicación para los usuarios con las discapacidades más graves por trastornos neuromusculares y pueden llegar a ser útiles con discapacidades menos severas y/o individuos sanos a través de una amplia gama de aplicaciones. Este análisis discute la estructura y las funciones de los sistemas ICC, clarifica la terminología y aborda las aplicaciones prácticas. El progreso y las oportunidades en la rama también son identificados y explicados.
 
Aloise, F.; Babiloni, F.; Bufalari, S.; Cherubini, A.; Cincotti, F.; David, F.; Marciani, M. G.; Mattia, D.; Oriolo, G.; & Schalk, G. (2007). Sistema no-invasivo de interfaz cerebro-computadora para operar dispositivos de asistencia. Actas de Conferencia: Conferencia Anual Internacional de la Sociedad de Ingeniería IEEE en Medicina y Biología. Sociedad de Ingeniería IEEE en Medicina y Biología, 2007, 2532-5.
PMID #: 18002510
RESUMEN: En este estudio piloto, un sistema que permite a las personas con discapacidades a mejorar o recuperar su movilidad y comunicación en el entorno se puso en práctica y fue validado. El sistema se basa en un controlador de software que ofrece al usuario una interfaz de comunicación que corresponde con las capacidades motoras residuales del usuario. Catorce pacientes con discapacidades motoras severas debido a trastornos progresivos neurodegenerativos fueron capacitados para utilizar el prototipo del sistema en un programa de rehabilitación. Todos los usuarios utilizaron opciones de control de asistencia regular (por ejemplo, micro-interruptores o seguidores de la cabeza) mientras que cuatro pacientes aprendieron a operar el sistema por medio de un ICC no-invasivo basado en EGG, sobre la base de modulaciones voluntarias de los sujetos de los ritmos EET sensorio-motoras registradas en el cuero cabelludo.
 
Aloise, F.; Babiloni, F.; Caporusso, N.; Concotti, F.; Del R. Millán, J.; Jylänki, P.; Kauhanen, L.; Marciani, M. G.; Mattia, D.; Nuttin, M.; Palomäki, T.; & Vanacker, G. (2007). Biofeedback vibro-táctil para la operación de interfaz cerebro-computadora. Inteligencia Computacional y la Neurociencia, 2007, 48937.
PMID #: 18354734.
RESUMEN: Para ser correctamente dominados, los ICC necesitan un flujo ininterrumpido de información al usuario. Esta información se entrega generalmente a través del canal visual. Nuestro objetivo fue explorar los beneficios de la información vibro-táctil durante el entrenamiento de los usuarios y su control de las aplicaciones ICC basadas en EEG. Un protocolo para la prestación de información vibro-táctil, incluyendo acuerdos específicos de hardware y software, se ha especificado. En tres estudios con 33 sujetos (incluyendo tres con lesión de la médula espinal), se compararon la información vibro-táctil y visual, abordando: (1) la viabilidad del entrenamiento de los sujetos para dominar sus ritmos EEG utilizando información táctil; (2) la compatibilidad de esta forma de información en la presencia de distracción visual; (3) el desempeño en la presencia de una tarea visual compleja en el mismo (visual) o diferente (táctil) canal sensorial. Desarrollamos un protocolo de estimulación que apoya un uso general de los tactores; experimentos preliminares. Todos los estudios indicaron que el canal vibro-táctil puede funcionar como una modalidad viable de información con una fiabilidad comparable a la información visual clásica. Ventajas del uso de una información vibro-táctil surgió cuando un canal visual se ha cargado mucho por una tarea compleja. En todos los experimentos, los comentarios vibro-táctil se sentirán, después de un entrenamiento, más natural, tanto para los controles y los usuarios con LME.
 
Angelakis, E.; Hatzis, A.; Panourias, I. G.; & Sakas, D. E. (2007). Interfaz cerebro-computadora: Una neuro-modulación reciproca auto-regulada. Suplemento Acta Neuro-jirúrgica, 97(Pt 2), 555-9.
PMID #: 17691347
RESUMEN: ICC es un sistema que registra la actividad cerebral y lo procesa a través de una computadora, permitiendo que la persona cuya actividad se registra para controlar esta actividad, lo puedo monitorear al mismo tiempo. Las aplicaciones de ICC incluyen módulos de asistencia para los pacientes gravemente paralizados para ayudarles a controlar los dispositivos externos o comunicarse, así como la información cerebral para auto-regular la actividad cerebral para tratar epilepsia, déficit de atención con hiperactividad (TDAH), la ansiedad y otros trastornos psiquiátricos, o para mejorar el rendimiento cognitivo en personas sanas. La gran mayoría de ICC utiliza las señales no invasivas de electro-encefalográficas registradas del cuero cabelludo, pero otras técnicas como la EEG invasiva intra-cortica, o infrarrojos cercanos de espectroscopia para medir la oxigenación de sangre del cerebro se trató de forma experimental.
 
Ard, T.; Birbauner, N.; Braun, C.; Buch, E.; Caria, A.; Cohen, L. G.; Dimyan, M. A.; Fourkas, A.; Mellinger, J.; Soekadar, S.; & Weber, C. (2007). Piense para moverse: Un sistema neuro-magnético interfaz cerebro computadora (ICC) para accidente cerebro-vascular crónico. Accidente cerebro-vascular: Una revista de Circulación Cerebral, 39(3), 910-7.
PMID #: 18258825
RESUMEN: ANTECEDENTES Y OBJETIVOS: El accidente cerebrovascular es la principal causa de discapacidad motora a largo plazo entre los adultos. Las intervenciones actuales de rehabilitación son muy poco exitosas en mejorar los casos más severos de discapacidad motora, particularmente en relación con la función de las manos. Aquí probamos la hipótesis que los pacientes experimentando parálisis de la mano como un resultado de un accidente cerebrovascular unilateral sub-cortico, cortico o mixto que han ocurrido a lo menos un año anterior, pueden ser entrenados a operar un ortesis mecánico de mano a través de un ICC. MÉTODO: Ocho pacientes con parálisis crónica de la mano derivada de un accidente cerebro-vascular (función residual de extensión de los dedos clasificada por la escala del Consejo de Investigación Médica = 0/5) fueron reclutados de la Clínica para la Neuro-rehabilitación del Ictus, la Sección de la Fisiología Cortica Humana del Instituto Nacional de los Trastornos Neurológicos y el Accidente Cerebrovascular (NINDS) (n=5) y la Clínica de Neurología de la Universidad de Tübingen (n=3). Imágenes de resonancia magnética diagnosticas revelaron lesiones únicas, unilaterales sub-corticas, corticas, o mixtas en todos los pacientes. Un sistema de ICC basado en magneto-encefalografía fue utilizado para este estudio. Los pacientes participaron en  entre 13 y 22 sesiones de capacitación dirigidas a modular la amplitud del ritmo micro originando en las áreas sensorio-motoras de la corteza, que a su vez subió o bajo un cursor de pantalla en la dirección de un objetivo que aparece en la pantalla a través de la interfaz de ICC. La información sobre el desempeño fue proporcionada visualmente en el tiempo real. Ensayos exitosos (en los cuales el cursor se puso en contacto  con el objetivo) resulto en la apertura/cierre de un ortesis adjuntado a la mano paralizada. RESULTADOS: El entrenamiento resultó en control exitoso de ICC en seis de los ocho pacientes. Este control se asoció con un mayor alcance y especificidad de la modulación del ritmo mu según lo registrado por los sensores que cubre el centro ipsilesional (cuatro pacientes) o las regiones contra lesiónales (dos pacientes) de la matriz. Escalas clínicas se utilizaron para la tasa de la función de la mano no mostraron una mejora significativa después de la capacitación. CONCLUSIONES: Estos resultados sugieren que el control voluntario de las características de la actividad neuro-magnética registradas sobre las regiones centrales del cuero cabelludo pueden lograrse con la formación de ICC después del ictus, y utilizar acciones de coger como un control a través de una ortesis mecánica de la mano.
 
Birbaumer, N.; Braun, C.; Kübler, A.; Mellinger, J.; Preissl, H.; Rosenstiel, W.; & Schalk, G. (2007). Un interfaz cerebro-computadora (ICC) basado en MEG. NeuroImage, 36(3), 581-93.
PMID #: 1747511
RESUMEN: Los ICC permiten comunicación de las intenciones simplemente por la actividad cerebral, no utilizan los músculos. Por lo tanto, los ICC pueden ofrecer a los pacientes que han perdido todo control muscular voluntario el único camino posible para comunicarse. Muchos estudios recientes han demostrado que los ICC basados en electroencefalografía (EEG) permiten a individuos sanos y paralizados seriamente a comunicarse. Mientras que este enfoque es seguro y barato, comunicación es lenta. Magneto-encefalografía (MEG) proporciona señales con alta resolución espacio-temporal de EEG y por lo tanto podría ser utilizado para explorar si estas propiedades se traducen en una mejor señal mayor en velocidad de comunicación de ICC. En este estudio, investigamos la utilidad de un ICC basado en MEG que utiliza la modulación de amplitud voluntaria de ritmos mu y beta sensorio-motora. Para aumentar la relación de señal-ruido, presentamos un método simple de filtrado espacial que toma las propiedades geométricas de propagación de la señal en el MEG en cuenta, y presentamos métodos que pueden procesar específicamente artefactos encontrados en un ICC basado en MEG. Por ejemplo, seis participantes fueron capacitados con éxito para comunicar las decisiones binarias de las imágenes de los movimientos de las extremidades utilizando un modelo de información. Los participantes alcanzaron el ritmo muy importante de autocontrol dentro de 32 minutos de capacitación de información. Para un subgrupo de tres participantes, localizamos el origen de la señal modulada por la amplitud a la corteza motora. Nuestros resultados sugieren que un ICC basado en MEG es factible y eficiente en términos de formación de usuarios.
 
Birbaumer, N.; Furdea, A.; Gunst, I.; Kübler, A.; McFarland, D. J.; Mellinger, J.; y Nijboer, F. (2007).  Un interfaz auditorio de cerebro-computadora (ICC). Revista de Métodos de Neurociencia, 167(1), 43-50.
PMID #: 17399797
RESUMEN: Los ICC traducen la actividad cerebral en señales de control de dispositivos externos. Los ICC basados en estímulos visuales pueden mantener la comunicación en pacientes severamente paralizados, pero sólo si la visión intacta está disponible. Trastornos debilitantes neurológicos sin embargo, pueden conducir a la pérdida de la visión intacta. El estudio actual explora la viabilidad de un ICC auditorio. Diez y seis voluntarios sanos participaron en tres sesiones de formación consistiendo de 30 corridas de 2-3 minutos en el que aprendieron a aumentar o disminuir la amplitud de los ritmos sensorio-motor (RSM) del EEG. Mitad de los participantes fueron presentados con información visual y mitad con información auditoria. El estado de ánimo y la motivación fueron evaluados antes de cada sesión. Aunque el rendimiento de la ICC en el grupo de información fue superior al grupo de información auditorio no hubo diferencia en rendimiento al fin de la tercera sesión. Los participantes del grupo de información auditiva aprendieron más despacio, pero cuatro de los ocho llegaron a una precisión de más del 70 por ciento correcto en la última sesión comparable al grupo de información visual. Disminución del rendimiento de algunos de los participantes en el grupo de información visual se relaciona con el estado de ánimo y la motivación. Llegamos a la conclusión de que con tiempo suficiente formación en ICC auditiva puede ser tan eficiente como un ICC visual. El estado de ánimo y la motivación juega una parte importante en aprender a usar un ICC.
 
Blankertz, B.; Curio, G.; Dornhege, G.; Krauledat, M.; & Müller, K. R. (2007). El interfaz no-invasivo cerebrovascular de Berlín: Rápida adquisición de un desempeño eficaz en sujetos no entrenados. NeuroImage, 37(2), 539-50.
PMID #: 17475513
RESUMEN: Los sistemas ICC establecen un canal directo de comunicación del cerebro a un dispositivo de salida. Estos sistemas utilizan las señales cerebrales registradas en el cuero cabelludo, la superficie de la corteza, o desde el interior del cerebro para permitir a los usuarios controlar una variedad de aplicaciones. Los sistemas ICC que derivan por vías convencionales de salida del motor de los nervios y los músculos pueden proporcionar nuevas opciones de control de los pacientes con parálisis. Un enfoque clásico para establecer un sistema que está controlado por una específica característica de EEG que se sabe que es susceptible de aire y deja que los sujetos aprenden el control voluntario de esa característica. En contraste, el Berlín Interfaz Cerebro-Computadora (BICC) utiliza bien establecidas competencias motoras de sus usuarios y un enfoque de aprendizaje automático para extraer temas específicos patrones de grandes dimensiones características optimizadas para la detección de calibración corta (20 min.) y el aprendizaje de máquina (1 min). Se presentan los resultados de un estudio en el que 10 sujetos, que no tenían ninguna o poca experiencia con información en ICC, controlaron las aplicaciones por computadora por la imaginación voluntaria de los movimientos de las extremidades: estas intenciones llevó a las modulaciones de la actividad cerebral espontánea en concreto, somato-típicamente emparejado sensorio-motora 70-30 Hz ritmos se disminuyó con cortezas peri-centrales. La tasa máxima de transferencia de información estaba por encima de 35 bits por minuto (bpm) por tres sujetos. Por encima de 23 latidos por minuto durante dos, y por encima de 12 latidos por minuto durante tres sujetos, mientras que un sujeto no pudo lograr control de ICC. En comparación con otros sistemas ICC que necesitan más capacitación para obtener resultados comparables, se propone que la clave para la eficacia rápida en el sistema de BICC es su flexibilidad debido a las características complejas, pero fisiológicamente significativa y su adaptabilidad que respeta la enorme variabilidad entre personas.
 
Dobkin, B.H. (2007). La tecnología de interfaz cerebro-computadora como un instrumento para aumentar la plasticidad y los resultados de la rehabilitación neurológica. Revista de Fisiología, 579 (Pt. 3), 637-42.
PMID #: 17095557
RESUMEN: Los ICC son un instrumento de rehabilitación para los pacientes tetrapléjicos que tienen como objetivo mejorar la calidad de vida mediante el aumento de la comunicación, control del medio ambiente, y la autoatención. La neurobiología de ambos rehabilitación y control ICC depende en aprender a modificar la eficacia de conjuntos neurales preservados que representan el movimiento, la sensación, y la cognición a través de la práctica progresiva con información y recompensa. Para servir a los pacientes, los sistemas ICC deben ser seguros, confiables, agradables estéticamente, dominados rápidamente con un mínimo de apoyo técnico continuo y de alta precisión, aun cuando es incluido en las distracciones mentales y el entorno no controlado más allá de un laboratorio. Las tecnologías de ICC pueden plantear problemas éticos si su disponibilidad afecta las decisiones de los pacientes que se quedan encerrados en tallo cerebral con esclerosis lateral amiotrófica o accidente cerebrovascular que se mantienen con la ayuda de un respirador. Si la tecnología de ICC se convierte en flexibilidad y es asequible, el control volitivo de las señales corticales hemipléjicos o parapléjicos podría ser empleado mediante el ofrecimiento en línea de información sobre la actividad cortical asociada con la práctica mental, la intención del motor, y el reclutamiento neural y otras estrategias orientadas a la tarea práctica. Los ensayos clínicos con medidas de calidad de vida, serán necesario para demostrar el valor de las aplicaciones de ICC a corto plazo y en el futuro.
 
Felton, E. A.; Garell, P. C.; Williams, J. C.; & Wilson, J. A. (2007). Interfaces cerebro-computadora controlados por electrocorticografía utilizando imágenes motoras y sensoriales en pacientes con implantes de electrodos sub-dúrales temporarios. Informe de cuatro casos. Revista de Neuro-cirugía, 106(3), 495-500.
 PMID #: 1736076
RESUMEN: La tecnología ICC puede ofrecer a los individuos con discapacidades motoras severas una mayor independencia y una mejor calidad de vida. Los sistemas ICC registran las señales del cerebro y las traducen en acciones en tiempo real, para mejorar la comunicación, el movimiento, o la percepción. Cuatro pacientes participantes con una necesidad clínica de electrocorticografía intracraneal (ECoG) participaron en este estudio. Los participantes fueron capacitados en varias sesiones de uso motor y/o imágenes auditivas para modular las señales cerebrales para controlar el movimiento de un cursor de computadora. Los participantes con electrodos sobre las áreas motoras y/o sensoriales fueron capaces de lograr el control del cursor de dos a siete días de entrenamiento. Estos hallazgos indican que las áreas cerebrales sensoriales y otras no consideradas anteriormente ideal para ECoG basado en el control pueden proporcionar canales adicionales de control que pueden ser útiles para una ICC motora.
 
Gao, S.; Gao, X.; Hong, B.; & Wang, Y. (2007). Implementación de un interfaz cerebro-computadora basado en tres estados de imágenes motoras. Actas de la Conferencia: Conferencia Anual Internacional de la Sociedad de Ingeniería IEEE en Medicina y Biología, 2007, 5059-62.
PMID #: 18003143.
RESUMEN: Las imágenes motoras basadas en ICC traducen la intención motora del sujeto en una señal de control a través de detección en tiempo real de la característica de las distribuciones espaciales de EEG correspondientes a la imagen motora de diferentes partes del cuerpo. En este documento, hemos implementado un ICC de tres clases manipulado a través de la imagen de la mano izquierda, mano derecha, y los movimientos del pie, la inducción de diferentes patrones espaciales relacionadas con la desincronización de los ritmos mu sobre la corteza sensorial-motora. Un enfoque de capacitación de dos pasos se propuso incluyendo etapas consecutivas de la formación adaptiva en línea y formación fuera de línea. Entonces, los parámetros optimizados y clasificadores fueron utilizados para el control en línea. Este paradigma facilitó tres controles de movimiento direccional que pueden ser fácilmente aplicados para ayudar al movimiento de personas con discapacidades de movimiento para operar una silla de ruedas. La exactitud de la clasificación media en línea y fuera de línea en los cinco sujetos fue 79.48 y 85.00 por ciento respectivamente, la promoción de ICC basada en la imagen motora de tres clases es un medio prometedor para realizar el control cerebral de un dispositivo móvil.
 
Karlovskii, D. V.; Konyshev, V. A.; & Selishchev, S. V. (2007). [Una interfaz cerebro-computadora basada en P300]. Meditsinskaia Tekhnika, (1), 28-32. El artículo esta en ruso.
PMID #: 17419343
RESUMEN: El objetivo de este trabajo fue describir un sistema de escribir en tiempo real controlado por las señales cerebrales bio-potenciales. Una 6x6 matriz que contiene las letras alfabéticas rusas y los símbolos auxiliares se muestran en la pantalla del PC. Se tomó un electroencefalograma, y el componente de P300 se extrajo (este componente apareció sólo con la presentación de un estímulo significativo). Una combinación de varios métodos de detección fue usado para identificar el componente de P300, lo que permitió aumentar la probabilidad de identificación correcta de 91.6 (5.2 por ciento). Se ha demostrado que la interfaz desarrollada podría aplicarse sobre la base de un electrodo activo único en la posición Pz (Cz).
 
Kotchoubey, B.; & Kübler, A. (2007). Interfaces cerebro-computadora en el continuo de conciencia. La opinión actual en la neurología, 20(6), 643-9.
PMID #: 17992083.
RESUMEN: PROPÓSITO DEL ANALISIS: Resumir los recientes acontecimientos y buscar importantes aspectos futuros de los ICC. HALLAZGOS RECIENTES: Recientes estudios sobre la ICC tienen en gran medida el objetivo de ayudar a los pacientes graves o incluso completamente paralizados. Los primeros sólo son capaces de comunicarse si o no a través de una contracción muscular única, y los últimos no responden. Estos pacientes pueden controlar los ICC y los utilizan para seleccionar las letras, palabras o elementos en una pantalla de computadora, para el control de neuro-prótesis o para navegar por Internet. Esta condición de parálisis motora, en la que la cognición y la conciencia parecen no ser afectados, es tradicionalmente opuesta a la falta de respuesta debido a los trastornos de conciencia. Aunque estos grupos de pacientes pueden aparecer muy similares, numerosos estados transicionales entre ellos se demuestran en recientes estudios. RESUMEN: Todos los pacientes que no responden pueden ser considerados en un continuo de conciencia que puede variar incluso dentro de cortos períodos de tiempo. Como la conducta manifiesta es deficiente, las funciones cognitivas en estos pacientes sólo pueden ser investigadas con métodos neurofisiológicos. Le sugerimos que ICC puede proporcionar un nuevo instrumento para investigar la cognición en los trastornos de conciencia, y propone un procedimiento jerárquico que implica la estimulación pasiva, activa las instrucciones, los paradigmas volitivos, y la operación ICC.

2006

Bakay, R. A. (2006). Límites de un interfaz cerebro-computadora: Informe de casos. Enfoque Neurocirugía, 20(5), E6.
PMID #: 16711663
RESUMEN: La mayoría de los pacientes que son candidatos para estudios de ICC tienen una lesión en su sistema nervioso central y por lo tanto pueden no ser ideal para pruebas rigorosas de la capacidad total y los límites de la interfaz. Este es un informe sobre un paciente tetrapléjico que apareció ser un candidato razonable para la implantación de electrodos intracraneales de la neuro-tróficos. Había atrofia cortical significativa, tanto en las áreas motoras y corticales parietales, pero fue capaz de generar cambios de señal en imágenes de resonancia magnética funcional por pensar en los movimientos de la mano. Solo unos pocos potenciales de baja amplitud de acción se han obtenido, sin embargo, y fue incapaz de lograr una sola unidad de control. A pesar de este fracaso, el uso de los potenciales de la rama que ofrece un método alternativo de control le permitió algunas interacciones en equipo limitado. Es evidente que hay límites a lo que se puede lograr con ICC, y la presencia de atrofia cortical debe servir como una advertencia para los futuros investigadores que las técnicas menos invasivas pueden ser un enfoque más prudente para este tipo de pacientes.
 
Barros, A. K.; Cichocki, A.; Funase, A.; Takum, I.; & Yagi, T. (2006). Método de prueba única para la interfaz cerebro-computadora. Actas de la conferencia: Conferencia Internacional Anual de la Sociedad de Ingeniería IEEE en Medicina y Biología. Sociedad de Ingeniería IEEE en Medicina y Biología, 2006, 1, 5277-81.
PMID #: 17947135.
RESUMEN: Electroencefalograma (EEG) en relación con los movimientos oculares rápidos (saccade), ha sido objeto de investigación orientados a la aplicación de nuestro grupo hacia el desarrollo de un ICC. Nuestro objetivo es desarrollar nuevos ICC basados en un sistema de movimientos oculares que emplea señales de EEG en línea. La mayoría de los análisis de los datos de EEG saccade relacionados se han realizado utilizando los enfoques conjuntos de un promedio. Sin embargo, un promedio de conjuntos no es adecuado para ICC. Para procesar los datos en bruto EEG en tiempo real, se llevaron a cabo saccade relacionados con los experimentos y los datos de EEG procesados mediante el uso de no convencionales rápidos ICA con la señal de referencia (FICAR). El algoritmo FICAR puede extraer los deseados componentes independientes (IC) que tienen una correlación fuerte contra un señal de referencia. Tareas guiadas por saccade visual y tareas guiadas por saccade auditorias se realizaron y la señal EEG generado en el movimiento sacádico se registró. El procesamiento de EEG se realizó en tres etapas: pre-procesamiento de PCA y la reducción del ruido, extracción del deseado IC utilizando el filtro Wiener con la señal de referencia, y post-procesamiento utilizando estadísticas de orden más alta basadas en rápida ICA en la maximización de curtosis. De los resultados experimentales y el análisis se encontró que usando FICAR es posible de extraer los datos de EEG sin procesar los IC relacionados con saccade y predecir el saccade anteriormente por alrededor de 10 [ms] antes que ocurran los movimientos reales de los ojos. Para los datos de EEG de único camino hemos extraído con éxito los IC deseables con una tasa de reconocimiento alrededor de 70 por ciento. En los pasos siguientes, las señales EEG relacionadas a saccade y los IC relacionados a saccade en una tarea de saccade guiada visualmente y auditoriamente se comparan en el punto de la latencia entre el tiempo de una saccade y el tiempo cuando una señal de EEG relacionada a saccade o un IC tiene el máximo valor y en el punto de la escala máxima donde una señal de EEG relacionada a saccade o un IC tiene el valor máximo. Como resultado, el tiempo máximo cuando los IC relacionados con saccade tienen una amplitud máxima es de antes de la hora óptima, cuando las señales EEG relacionadas a saccade tienen una amplitud máxima. Esto es una ventaja muy importante para desarrollar nuestro CI. Sin embargo, la proporción S/N mientras que se procesa por FICAR no se mejora en comparación con la proporción S/N que se procesa por un promedio de conjuntos.
 
Birbaumer, N. (2006). Investigación de un interfaz cerebro-computadora: La mayoría de edad. Neurofisiología Clínica, 117(3), 479-83.
PMID #: 16458595
No hay resumen disponible.
 
Birbaumer, N.; Buch, E.; Cohen, L.; Haapen, K.; Neuper, C.; & Weber, C. (2006). La regulación fisiológica de pensar: Investigación de un interfaz cerebro-computadora (ICC). Los avances en la investigación del cerebro, 159, 369-91.
PMID #: 17071243.
RESUMEN: El descubrimiento de la desincronización relacionada con los eventos (DRE) y sincronización relacionada con los eventos (SRE) por Pfurtscheller allanó el camino para el desarrollo de los ICC. Los ICC permiten el control de computadoras o dispositivos externos con la regulación solamente de la actividad cerebral. Dos tradiciones diferentes de investigación produjeron dos diferentes tipos de ICC: ICC invasivos, realizados con electrodos implantados en el tejido cerebral y el ICC no-invasivo que utiliza los registros electrofisiológicos en humanos, tales como electroencefalografía (EG) y magneto-encefalografía (MEG) y los cambios metabólicos, como la resonancia magnética (fMRI por sus siglas en inglés) y la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS por sus siglas en inglés). Aplicaciones clínicas fueron reservadas con algunas excepciones para el método no-invasivo: comunicación con personas paralizadas completamente o con el síndrome de enclaustramiento con potenciales corticales lentos (LPC), ritmos sensorio-motores (RSM), y P300 y la restauración de movimiento y reorganización cortical en altas lesiones de la médula espinal y el ictus crónico. Se demostró que los ICC no-invasivos basados en EEG permiten la comunicación derivada del cerebro en los pacientes paralizados y enclaustrados. Restauración del movimiento se logró con los ICC no-invasivos basados en control de RSM en casos únicos con lesiones de la médula espinal e ictus crónico. En la actualidad no hay ninguna conclusión firme sobre la utilidad clínica de ICC para el control de movimiento voluntario que se pueda hacer. Los ICC invasivos multi-electrodos en animales sanos permitió la ejecución de alcanzar, agarrar, y forzar las variaciones de patrones espiga y el potencial de campo extracelular. Si los métodos invasivos permiten control cerebral superior de las respuestas motoras en comparación a los ICC no-invasivos con dispositivos inteligentes periféricos y la estimulación eléctrica del músculo y la retro-alimentación de EMG queda por demostrar. Los nuevamente desarrollados fMRI-ICC y NIRS-ICC ofrecen promesa para la regulación aprendida de los trastornos emocionales y también los trastornos de niños pequeños (en el caso de NIRS).
 
Birbaumer, N.; Flor, H.; Hinerberger, T.; Karim, A. A.; Kübler, A.; Mellinger, J.; Neumann, N.; & Richter, J. (2006). Internet neural: Navegar por la Web con un potencial cerebral para las personas paralizadas completamente. Neuro-rehabilitación y Reparación Neural, 20(4), 508-15.
PMID #: 17082507
RESUMEN: Internet Neural es un nuevo avance tecnológico en la investigación de ICC, que permite a los pacientes bloqueados a manejar un navegador de Internet directamente con el potencial de su cerebro. Internet Neural fue probado con éxito con un paciente bloqueado diagnosticado con esclerosis lateral amiotrófica dejándolo ser la primera persona paralizada que navega la Internet sólo por la regulación de su actividad eléctrica del cerebro. El funcionamiento de Internet Neuronales y sus implicaciones clínicas para los pacientes con impedimentos motoras se destacan.
 
Beverina, F.; Giorgi, F.; Giove, S.; Palmas, G.; Piccione, F.; Priftis, K.; Silvoni, S.; & Tonin, P. (2006). Interfaz cerebro-computadora basado en P300: La fiabilidad y el rendimiento en los pacientes sanos y paralizados. Neurofisiología Clínica, 117(3), 531-7.
PMID #: 16458069.
RESUMEN: OBJETIVO: Este estudio tuvo como objetivo describir el uso de la P300 potencial relacionada a eventos como una señal de control en un interfaz cerebro-computadora (ICC) para participantes sanos y paralizados. MÉTODOS: El dispositivo experimental utilizó la onda P300 para controlar el movimiento de un objetivo en un interfaz gráfico. Los estímulos visuales, consistiendo de cuatro flechas (arriba, derecha, abajo, izquierda) fueron presentadas aleatoriamente en posiciones periféricas en la pantalla. Los participantes fueron instruidos para reconocer sólo en la ficha indicando una dirección específica para que un objeto se mueva. Épocas P300, sincronizadas con el estímulo, fueron analizados en línea a través de Análisis Independientes de los Componentes (AIC), con posterior extracción de características y clasificación por el uso de una rede neural. RESULTADOS: Pusimos a prueba la fiabilidad y el rendimiento del sistema en tiempo real. El sistema necesitó un periodo corto de formación para permitir la realización de tareas y alcanzó un buen rendimiento. Sin embargo, los pacientes con impedimentos severos tuvieron un menor rendimiento que los participantes sanos. CONCLUSIONES: El sistema propuesto es eficaz para su uso con los participantes sanos, mientras que más investigaciones son necesarias antes de que se pueda usar con pacientes con síndrome de bloqueo en sí mismo. SIGNIFCANCIA: El ICC basado en P300 describió controlar fiablemente, en ‘tiempo real,’ el movimiento de un cursor en una interfaz gráfica, y no mucho tiempo de entrenamiento se necesita para poner a prueba las posibles aplicaciones de los pacientes con insuficiencias motoras.
 
Blankertz, B.; Curio, G.; Dornhege, G.; Krauledat, M.; Kunzmann, V.; Losch, F.; & Müller, K. R. (2006). La Interfaz Cerebro-Computadora de Berlín: Comunicación basada en EEG sin entrenamiento de los sujetos. Transacciones de IEEE en los Sistemas Neurales y la Ingeniería de Rehabilitación, 14(2), 147-52.
PMID #: 16792281
RESUMEN: El proyecto de Interfaz Cerebro-Computadora de Berlín (ICCB) desarrolla un sistema ICC no invasivo, cuyas características principales son: (1) el uso de bien establecidas competencias motoras como paradigmas de control, (2) características con altas dimensiones de una electroencefalograma (EEG) de 128 canales, y (3) técnicas avanzadas de aprendizaje automática. Como se informó anteriormente, nuestros experimentos demuestran que las tasas de transferencia muy alta de información pueden ser logradas utilizando el potencial de preparación (PP) en la predicción de la lateralidad de los próximos movimientos de manos derechas v. izquierdas en sujetos sanos. Un estudio más reciente mostró que la PP similarmente acompaña a los movimientos fantasmas en amputados de un brazo, pero la intensidad de la señal disminuye con la mayor pérdida de la extremidad. En un enfoque complementario, las características oscilatorias se utilizan para discriminar los movimientos imaginados (la mano izquierda contra la mano derecha contra el pie.) En un estudio de opinión reciente con seis sujetos sanos sin o con muy poca experiencia con el control ICC, tres sujetos alcanzaron una tasa de transferencia de información por encima de 35 bits por minuto (bpm), y otros dos sujetos por encima de 24 y 15 bpm, mientras que un sujeto no pudo lograr un control de ICC. Estos resultados son alentadores para un sistema de ICC basado en EEG en sujetos no entrenados, que es independiente de la actividad del sistema nervioso periférico y no depende de los potenciales evocados, incluso en comparación con los resultados, con temas muy bien entrenados que operan otros sistemas de ICC.
 
Cabrera, A. F.; Do, Nascimento, O. F.; & Nielsen, K. D. (2006). ICC basado en EEG hacia un mejor control: Investigación de interfaz cerebro-computadora en la Universidad de Aalborg. Transacciones de IEEE en los Sistemas Neurales y la Ingeniería de Rehabilitación, 14(2), 202-4.
PMID #: 16792294
RESUMEN: Este artículo resume la investigación relacionada a ICC que se realiza en la Universidad de Aalborg. Es decir, un sistema sincronizado de ICC en línea utilizando los potenciales evocados por los visuales de estado en equilibrio, y las investigaciones en la modulación cortical de los parámetros relacionados al movimiento se presentan.
 
Donchin, E.; & Sellers, E. W. (2006). Un interfaz cerebro-computadora basado en P300: Las pruebas iniciales por los pacientes con ELA. Neurofisiología Clínica, 117(3), 538-48.
PMI #: 16461003
RESUMEN: OBJETIVO: El presente estudio evalúa la eficacia de un sistema ICC que funciona mediante la detección de un P300 provocado por uno de cuatro estímulos presentados al azar (es decir, SI, NO, PASA, EL FIN). MÉTODOS: Dos grupos de participantes fueron evaluados. El primer grupo incluyó tres pacientes con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) que variaron en el grado de discapacidad, pero todos conservan la capacidad de comunicarse; el segundo grupo incluyó tres controles sin ELA. Cada participante participo en diez sesiones experimentales durante un periodo de aproximadamente seis semanas. Durante cada ejecución de la tarea de los pacientes era atender a un estímulo y despreciar los otros tres. Los estímulos fueron presentados de modos auditivamente, visualmente, o en ambos modos. RESULTADOS: Dos de los tres pacientes con ELA tuvieron tasas de clasificación iguales a los obtenidos por los participantes sin ELA. La morfología de la forma de onda varió en la función del modo de presentación, pero no en un patrón similar para cada participante. CONCLUSIONES: Los pacientes relacionados a los eventos provocados por los estímulos objetivos podrían ser discriminados de los estímulos no-objetivos para los grupos sin ELA y con ELA. Los estudios futuros comenzaran a examinar la clasificación en línea. SIGNIFICADO: Los resultados de clasificación fuera de línea sugieren que un ICC basado en P300 sirve como un dispositivo de comunicación no-muscular tanto en los grupos con y sin ELA.
 
Donoghue, J. P.; Hochberg, L. R.; Kübler, A.; & Mushahwar, V. K. (2006). Reunión ICC de 2005: Taller sobre aspectos y aplicaciones clínicas.  Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales y la Ingeniería de Rehabilitación, 14(2), 131-4.
PMID #: 16792277
RESUMEN: Este artículo describe los resultados de los debates celebrados durante la Tercera Reunión Internacional de ICC en un taller encargado con el análisis y evaluación del estado actual y las cuestiones relativas a las aplicaciones clínicas de ICC. Estos incluyen los usuarios potenciales de ICC, aplicaciones, la validación, traer los ICC a los usuarios, la función del gobierno y la industria, la plasticidad, y la ética.
 
Guan, C.; Huang, A.; Li, Y.; Teo, E.; & Zhang, H. (2006). Centro de los medios de comunicación utilizando un interfaz de cerebro-computadora. Actas de Conferencia: Conferencia Anual Internacional de la Sociedad IEEE de la Ingeniería en Medicina y Biología. Sociedad IEEE de Ingeniería en Medicina y Biología, 2006, 1. 2954-7.
PMID #: 17946993
RESUMEN: Este documento trata de usar ICC en la aplicación llamada el centro de medios de comunicación para las personas con parálisis. La aplicación se basa en el potencial con relación a los eventos llamado P300 para realizar selecciones de botón en los programas de comunicación y medios de comunicación así como el reproductor de mp3, reproducir de video, galería de fotos y e-libro. Uno de los temas clave en un sistema ha sido la facilidad del uso. Nosotros estudiamos como varias tasas afectan el funcionamiento de la aplicación, en particular como las actividades típicas mentales causan desencadenante falsas durante la operación de la aplicación. Nosotros estudiamos la tasa de falsa aceptación en las condiciones de cerrar los ojos, la lectura de un libro, escuchar música y ver un vídeo. Los datos de cinco sujetos se utilizan para obtener la tasa de falso rechazo y la tasa de falsa aceptación del sistema ICC. Nuestro estudio muestra que las diferentes actividades mentales muestran los diferentes impactos de las actuaciones de falsa aceptación.
 
Krusienski, D. J.; McFarland, D. J.; Sarnacki, W. A.; Schalk, G.; Sellers, E. W.; Vaughan, T. M.; & Wolpaw, J. R. (2006). El Programa Wadsworth de la Investigación y el Desarrollo de ICC: En Casa con ICC. Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 14(2), 229-33.
PMID #: 16792301
RESUMEN: El objetivo último de la tecnología ICC es proporcionar capacidades de comunicación y control para las personas con discapacidades motoras severas. Investigación de ICC en el Centro Wadsworth se centra principalmente en métodos no-invasivos de ICC basados en la electroencefalografía. Hemos demostrado que las personas, incluyendo aquellas con discapacidades motoras severas, pueden aprender a usar los ritmos sensorio-motor (RSM)) para mover un cursor rápidamente y con precisión en una o dos dimensiones. También hemos mejorado la operación de ICC basado en P300. Ahora estamos traduciendo esta tecnología de ICC probada en el laboratorio a un sistema que se puede usarpor personas con discapacidades graves en sus hogares con un mínimo de supervisión técnica permanente. Para lograr esto, tenemos: mejorado nuestro software de ICC de propósito general (ICC2000 por sus siglas en inglés); mejorado la adaptación en línea y traducción de características para la operación de ICC basada en RSM; mejorado la exactitud y el ancho de banda de la operación de ICC basado en P300; reducido la complejidad del sistema de hardware y software y comenzado a evaluar el uso doméstico del sistema en los usuarios apropiados. Esas circunstancias han resultado en sistemas prototipos para el uso diario en los hogares.
 
Leuthardt, E. C.; Moran, D.; Ojemann, J. G.; & Schalk, G. (2006). El mundo emergente de la neuro-prótesis motora: Un perspectivo de neurocirugía. Neurocirugía, 59(1), 1-14; discusión 1-14.
PMID #: 16823294
RESUMEN: Un dispositivo neuro-prótesis motor, o interfaz del cerebro-computadora, es una máquina que puede tomar algún tipo de señal del cerebro y convertir esa información a un control del dispositivo de tal forma que refleja las intenciones del cerebro del usuario. En esencia, estas construcciones pueden decodificar las señales electrofisiológicas representando el intento motor. Con la evaluación paralela de la neurociencia, ingeniería, y la informática rápida, la era de la clínica de neuro-prótesis se acerca como una realidad práctica para las personas con discapacidades motoras severas. Los pacientes con enfermedades como la lesión de la médula espinal, el accidente cerebro-vascular, pérdida de extremidades, y los trastornos neuromusculares pueden beneficiarse a través de la implantación de estas interfaces cerebro-computadora que sirven para aumentar su capacidad para comunicarse e interactuar con su entorno. En los próximos años, será importante para que el neurocirujano entienda lo que es una interfaz de cerebro-computadora, un principio fundamental de operación, y cuáles son los problemas quirúrgicos más destacados en la hora de considerar la implantación. Se revisa el estado actual de la rama de investigación de neuro-prótesis motora, las aplicaciones iniciales clínicas, y las consideraciones esenciales desde una perspectiva de neurocirugía para el futuro.
 
Müller-Putz, G. R.; Pfurtscheller, G.; Rupp, R.; & Scherer, R. (2006). Interfaz cerebro-computadora para el control de neuro-prótesis: De modo asíncrono a síncrono de la operación. Biomedizinische Technik, 51(2), 57-63.
PMID #: 16915766.
RESUMEN: La transferencia de un ICC desde el entorno de laboratorio a aplicaciones del mundo real está directamente relacionada con el problema de identificar las intenciones de los usuarios a partir de las señales cerebrales sin información adicional en el tiempo real. Desde la perspectiva del procesamiento de la señal, el ICC tiene que tener un diseño sin claves o asíncrono. Con base en los resultados de dos aplicaciones clínicas, donde el control “pensamiento” de neuro-prótesis basados en la imagen de movimiento en los pacientes tetrapléjicos con alta lesión de la médula espinal se ha establecido, las etapas generales de un ICC síncrono o guiado con claves a un apagador asíncrono impulsado internamente se discuten. El futuro potencial de los métodos ICC para varios propósitos de control, especialmente para la rehabilitación funcional de los tetrapléjicos utilizando neuro-prótesis, se describe.
 
Nasrabadi, A. M.; Rezaei, S.; Setarehdan, S. K.; & Tavakolian, K. (2006). Diferentes técnicas de clasificación considerando las aplicaciones de interfaz cerebro-computadora. Revista de Ingeniería Neural, 3(2), 139-44.
PMID #: 16705270
RESUMEN: En este documento, se investiga la aplicación de diferentes técnicas de aprendizaje automático para la clasificación de tareas mentales de las señales de electroencefalografía (EEG). La aplicación principal para esta investigación es la mejora de los sistemas ICC. Para este objetivo, red Bayesiana gráfica, red neural, clasificadores Bayesiano cuadráticas, lineal de Fisher y ocultos modelos Markov  se aplican a dos conjuntos de datos de EEG conocidos en la rama ICC. El clasificador de red Bayesiana se utilizó por primera vez en este trabajo de clasificación de señales EEG. La red Bayesiana apareció tener una precisión importante y clasificación más consistente en comparación a los otros cuatro métodos. Además de los clásicos criterios correctos de clasificación con precisión, la información mutua es también utilizada para comparar los resultados de clasificación con otros grupos de ICC.
 
Wolpaw, J.R.; & Vaughan, T. M. (2006). La Tercera Junta Internacional sobre la Tecnología de Interfaz Cerebro-Computadora: Haciendo una Diferencia. Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales y la Ingeniería de Rehabilitación, 14(2), 126-7.
PMID #: 16792275
RESUMEN: Esta edición especial de Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales y la Ingeniería de Rehabilitación ofrece una representativa y completa vista de los desarrollos más recientes en la tecnología de ICC de laboratorios de todo el mundo. Las 30 comunicaciones y documentos son el resultado directo de la Tercera Junta Internacional sobre la Tecnología de Interfaz Cerebro-Computadora: en el Instituto Rensselaerville, Rensselaerville, NY, en junio 2005. Cincuenta y tres grupos de investigación de las Américas, Europa, y Asia, que representan la mayoridad de todos los existentes laboratorios de ICC en todo el mundo, participaron en esta junta muy centrada patrocinada por los Institutos Nacionales de Salud y organizada por el Laboratorio ICC del Centro Wadsworth del Departamento de Salud de Nueva York. Como lo demuestran los artículos de esta edición especial, los rápidos avances en la investigación y el desarrollo de ICC hacen que esta tecnología sea capaz de proporcionar la comunicación y el control a las personas con discapacidades severas como esclerosis lateral amiotrófica (ELA), accidente cerebrovascular en el tronco cerebral, parálisis cerebral y otros trastornos neuromusculares. El futuro trabajo se espera que mejore el rendimiento y la utilidad de ICC, y cada vez más en que los convierta en una alternativa de comunicación viable, práctica y asequible para muchos miles de personas con discapacidades graves en todo el mundo.

2005

Birbaumer, N.; Hinterberger, T.; Vatine, J. J.; Veit, R.; Weiskopf, N.; & Wilhelm, B. (2005). Los mecanismos neuronales subyacentes al control de un interfaz cerebro-computadora. La Revista Europeo de Neurociencia, 21(11), 3169-81.
PMID #: 15978025
RESUMEN: Los ICC permiten a los humanos o animales que se comuniquen o controlen dispositivos externos, sin actividad muscular utilizando señales eléctricas cerebrales. El ICC usado aquí está basado en la auto-regulación de los potenciales corticales lentos (PCL), una habilidad que la mayoría de personas y pacientes paralizados pueden adquirir con periodos de capacitación de varias horas hasta meses. Los mecanismos neuro-fisiológicos y fuentes anatómicas de PCL y otros potenciales cerebrales con relación a los eventos se han descrito, pero los mecanismos neurales que subyacen la habilidad de auto-regulación para el uso de un ICC son desconocidos. Para descubrir las áreas relevantes de la activación del cerebro durante la regulación de PCL, el ICC se combinó con la resonancia magnética funcional. El electroencefalograma se registró en el interior del escáner de resonancia magnética en 12 sujetos sanos que aprendieron a regular su PCL con información y refuerzo. Los resultados demuestran la activación de áreas específicas del cerebro durante la ejecución de la habilidad de regulación del cerebro permitiendo que una persona active un dispositivo externo; un cambio exitoso positivo de PCL comparado con un cambio negativo está estrechamente relacionado con un aumento del nivel de oxígeno en la sangre depende en la respuesta en los ganglios basales. Negatividad exitosa se relaciona a un aumento a la respuesta dependiente del nivel de oxígeno en la sangre en el tálamo en comparación con positividad exitosa. Estos resultados pueden indicar la regulación aprendida de un circuito cortico-estriado-talámico modulando umbrales locales de excitación de las asambleas corticales. Los datos apoyan la hipótesis que los sujetos humanos aprenden la regulación de los umbrales de excitación cortical de los grandes conjuntos de neuronas, como requisito previo para la comunicación directa utilizando ICC impulsado por PCL. Esta habilidad depende críticamente en una interacción intacta y flexible entre los circuitos cortico basal y ganglios-talámicos.
 
Birbaumer, N.; Kübler, A.; McFarland, D. J.; Mellinger, J.; Nijboer, F.; Pawelzik, H.; Schalk, G.; Vaughan, T. M.; & Wolpaw, J. R. (2005). Los pacientes con ELA pueden usar los ritmos sensorio-motores para operar un interfaz cerebro-computadora. Neurología, 64(10), 1775-7. 
PMID #: 15911809.
RESUMEN: Personas con impedimentos severos motores pueden mantener una calidad de vida aceptable si pueden comunicarse. ICC, que no depende del control de los músculos, pueden facilitar la comunicación. Cuatro personas gravemente discapacitadas con ELA aprendieron a operar un ICC con ritmos EEG registrados sobre la corteza sensorio-motora. Estos resultados sugieren que un ICC sensorio-motor basado en el ritmo pudiera ayudar a mantener la calidad de vida de las personas con ELA.
 
Edlinger, G.; & Guger, C. (2005). PC de Laboratorio y móviles Pocket PC arquitecturas de interfaz cerebro-computadora. Actas de la Conferencia: Conferencia Anual Internacional de la Sociedad de Ingeniería IEEE en Medicina y Biología. Sociedad de Ingeniería IEEE en Medicina y Biología, 5, 5347-50.
PMID #: 17281459
RESUMEN: Sistemas ICC basados en EEG convierten la actividad cerebral a señales de control y se han desarrollado para las personas con discapacidades severas para mejorar su calidad de vida. Un sistema ICC tiene que satisfacer diferentes demandas dependiente del área de aplicación. Un sistema basado en PC de laboratorio permite el diseño flexible de la extracción de canal función múltiple/individual, los métodos de clasificación y paradigmas experimentales. La principal ventaja de un enfoque de ICC basado en Pocket PC es su dimensión pequeña y el suministro de la batería. Por lo tanto, un sistema ICC móvil por ejemplo montado en una silla de ruedas se puede realizar. Este estudio compara y analiza al fondo los dos enfoques mencionados.
 
Guan, C.; Wang, C.; & Zhang, H. (2005). P300 Interfaz cerebro-computadora diseñado para las aplicaciones de comunicación y control. Actas de la Conferencia: Conferencia Anual Internacional de la Sociedad de Ingeniería IEEE en Medicina y Biología. Sociedad de Ingeniería IEEE en Medicina y Biología, 5, 5400-3.
PMID #: 17281473
RESUMEN: Este artículo introduce el diseño de un sistema ICC basado en P300. En base a este sistema, dos aplicaciones se ejecutan: un corrector ortográfico de palabra y un dispositivo de control remoto, que son para asistir a las personas con discapacidades físicas a comunicarse y tener control. Un número de específicas técnicas de implementación se proponen para lograr un buen rendimiento en los términos de precisión y fiabilidad. El corrector ortográfico de la palabra puede alcanzar una tasa de escritura de hasta 4 a 6 letras por cada minuto, mientras que las dos aplicaciones llegan a un 99 por ciento de exactitud en nuestros experimentos con los sujetos sanos.
 
Inbar, G. F.; Serby, H; & Yom-Tov, E. (2005). Un mejorado interfaz cerebro-computadora basado en P300. Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales y la Ingeniería de Rehabilitación, 13(1), 89-98.
PMID #: 15813410
RESUMEN: Un sistema ICC para comunicación directa entre el cerebro y la computadora. El ICC desarrollado en este trabajo se basa en un ICC descrito por Farewell y Donchin en 1988, que permite al sujeto a comunicarse con uno de 36 símbolos presentados en una matriz de 6x6. El sistema explota el componente P300 de los potenciales cerebrales con relación a los eventos (PRE) como un medio para la comunicación. Los métodos de procesamiento distinguen este trabajo del trabajo de Donchin. En este trabajo, análisis independientes de componentes (AIC) se utilizaron para separar la fuente de P300 del ruido del fondo. Un filtro adaptado se utiliza junto con técnicas de promedio y el umbral para detectar la existencia de los P300. El método de procesamiento fue evaluado fuera de línea en los datos registrados a partir de seis sujetos sanos. El método de alcanzar una tasa de comunicación de símbolos de 5.45 símbolos/min con una precisión de 92.1 por ciento comparada con 4.8 símbolos/min con una precisión de 90 por ciento en el trabajo de Donchin. El interfaz en línea fue probado con los mismos seis sujetos. La media tasa de comunicación fue alcanzada a 4.5 símbolos/min con una precisión del 79.5 por ciento, adosados a la 4.8 símbolos/min con una precisión de 56 por ciento en el trabajo del Donchin. El ICC presentado logra un excelente rendimiento en comparación con otros ICC existentes, y permite una tasa de comunicación razonable, manteniendo al mismo tiempo una baja tasa de error.
 
Müller-Putz, G. R.; Pfurtscheller, G.; Rupp, R.; & Scherer, R. (2005). Control de neuro-prótesis basado en EEG: Un paso hacia la práctica clínica. Cartas de la Neurociencia, 382(1-2), 169-74.
PMID #: 15911143
RESUMEN: Este estudio de caso demuestra el acoplamiento de un ICC basado en un electroencefalograma (EEG) con un neuro-próstesis implantado (sistema de mano alzada). Debido a que el paciente estaba disponible sólo durante tres días, el objetivo fue demostrar la posibilidad de que un paciente obtenga control sobre un sistema Graz de ICC basado en imágenes motoras dentro de un periodo de entrenamiento muy corto. Al aplicar a sí mismo un procedimiento de formación organizada y coordinada, el paciente fue capaz de generar patrones de EEG característicos por la imaginación de los movimientos de su mano izquierda paralizada. Estos patronos consistieron de la disminución de la potencia en bandas específicas de frecuencia que podrían ser clasificadas por el ICC. La señal de salida del ICC emulo el joystick del hombro usualmente utilizado, y por tiempos consecutivos de imaginación el paciente fue capaz de cambiar entre fases diferentes de comprensión de la comprensión lateral que fue proporcionada por el sistema a mano alzada. Mediante la realización de una parte de la prueba de comprensión/liberación, el paciente fue capaz de mover un objeto de un lugar a otro. Los resultados presentados en este trabajo ponen en evidencia que los ICC son una opción para el control de los neuro-prótesis en pacientes con lesiones altas de la médula espinal. El hecho que el usuario aprendió a controlar el ICC en un tiempo relativamente corto indica que este método también puede ser un método alternativo para fines clínicos.

2004

Birbaumer, N.; Flor, H.; Grether, A.; Hinterberger, T.; Hofmayer, N.; Kübler, A.; Neumann, N.; Pham, M.; & Wilhelm, B. (2004). Un sistema multi-modelo basado en el cerebro de información y comunicación. Investigación Experimental del Cerebro, 154(4), 521-6.
PMID #: 1464803
RESUMEN: El Dispositivo de Conversión del Pensamiento (DCP) es un ICC basado en la auto-regulación de potenciales corticales lentos (PCL) y permite a los pacientes completamente paralizados a comunicarse utilizando sus potenciales cerebrales. Aquí, una versión ampliada de la TTD es presentada que tiene una modalidad de información auditoria y una de combinación de información auditoria y visual añadida a la información visual estándar. Esta característica es necesaria para los pacientes bloqueados que ya no son capaces de enfocar su mirada. Con el fin de probar el rendimiento de la regulación fisiológica con información auditoria, 54 pacientes sanos fueron asignados al azar a información visual, auditoria, o combinación visual-auditoria de los potenciales corticales lentos. La capacitación consistió de tres sesiones con 500 pruebas por cada sesión con asignación al azar de la positividad o negatividad corticales requeridas en mitad de las pruebas. Los datos muestran que la regulación fisiológica de SCP puede ser aprendida con información auditoria e información combinada auditoria-visual, aunque el rendimiento de la información auditoria sola fue significativamente peor que la información visual sola.
 
Birbaumer, N.; Hinterberger, T.; McFarland, D. J.; Schalk, G.; & Wolpaw, J. R. (2004). BCI2000: Un sistema de propósito general de interfaz cerebro-computadora (ICC). Transacciones IEEE en la Ingeniería Biomédica, 51(6), 1034-1043.
PMID #: 15188875
RESUMEN: Muchos laboratorios han comenzado a desarrollar sistemas ICC que proporcionan capacidades de comunicación y control para las personas con discapacidades motoras severas. Un mayor progreso y la realización de aplicaciones prácticas dependen de evaluaciones sistemáticas y comparaciones de las señales cerebrales diferentes, los métodos de grabación, algoritmos, formatos de salida, y los protocolos de operación. Sin embargo, el sistema ICC típico está diseñado específicamente para un particular método ICC y es, por tanto, no adecuado para los estudios sistemáticos que son esenciales para el progreso continuo. En respuesta a este problema, hemos desarrollado una documentada investigación de propósito general de ICC y plataforma de desarrollo llamada BCI2000. BCI200 puede incorporar solamente o en combinación con señales cerebrales, métodos del procesamiento de señales, dispositivos de salida, y los protocolos de operación. Este informe tiene por objetivo describir a los investigadores, ingenieros biomédicos, y científicos de la computación los conceptos en que el sistema BCI2000 se basa y da ejemplos de implementaciones exitosas de ICC utilizando este sistema. Hasta la fecha, hemos utilizado el BCI2000 para crear sistemas ICC para una variedad de señales cerebrales, métodos de procesamiento, y aplicaciones. Los datos muestran que estos sistemas funcionan bien en la operación en línea y que el BCI2000 satisface los estrictos requisitos en tiempo real de los sistemas ICC. Reduciendo sustancialmente los costos laborales y, BCI2000 facilita la implementación de los diferentes sistemas ICC y otros experimentos psico-fisiológicos. Está disponible con toda la documentación y de forma gratuita para la investigación y los propósitos educacionales están siendo utilizados en una variedad de estudios realizados por muchos grupos de investigación.
 
Blanchard, G.; & Blankertz, B. (2004). Competencia ICC 2003 – Conjunto de datos ll: Patrones espaciales de las auto-controladas modulaciones del ritmo del cerebro. Transacciones IEEE en la Ingeniería Biomédica, 51(6): 1062-6.
PMID #: 15188879
RESUMEN: Un ICC es un sistema que debe en su último intento traducir el intento de un sujeto a una señal técnica de control sin recurrir a los canales de comunicación clásica neuromuscular. Mediante el uso de la señal a, por ejemplo, el control de una silla de ruedas o un neuro-prótesis, un ICC podría convertirse en un instrumento valioso para los pacientes paralizados. Un método para implementar un ICC es dejar que los usuarios aprendan auto-control de la amplitud de algunos de los ritmos de su cerebro, como extraído de electroencefalogramas multi-canal. Presentamos un método que estima los filtros espaciales específicos al sujeto que permiten la extracción de un robusto ritmo de las modulaciones. La eficacia del método fue probado por la consecución de los mínimos de error de predicción en el conjunto de datos la en el Concurso de ICC 2003, que consistió en los datos de tres temas grabados en diez sesiones.
 
Blankertz, B.; Curio, G.; Dornhege, G.; Krauledet, M.; Losch, F.; & Müller, K. R. (2004). Mejorando la velocidad y la precisión de las interfaces cerebro-computadora utilizando las funciones de preparación potencial. Actas de la Conferencia: Conferencia Anual Internacional de la Sociedad de Ingeniería IEEE en Medicina y Biología. Sociedad de Ingeniería IEEE en Medicina y Biología, 6, 4511-5.
PMID #: 17271309
RESUMEN: Para mejorar la interacción humana con las máquinas, el interés de investigación es cada vez mayor de desarrollar un “ICC”, que permita la comunicación de un ser humano con una máquina sólo por el uso de señales cerebrales. Hasta el momento, la aplicabilidad de este tipo de interfaz está fuertemente limitada por tasas bajas de transferencia de bits, tiempos de respuestas lentos, y sesiones largas de entrenamiento para el sujeto. El proyecto Interfaz Cerebro-Computadora de Berlín (ICCB) está guiado por la idea de entrenar una computadora con las técnicas avanzadas del aprendizaje de máquinas, tanto para mejorar el rendimiento de clasificación y para reducir la necesidad de entrenamiento de sujetos. En este documento, presentamos dos direcciones en cual se pueden mejorar las interfaces cerebro-computadora aprovechando potencial de preparación lateralizada: (1) para establecer una respuesta rápida del sistema de ICC que puede predecir la lateralidad de los próximos movimientos de los dedos antes de EMG, ni siquiera en contextos críticos y (2) para mejorar las tasas de transferencia de información en el enfoque común del ICC dependiendo en los movimientos imaginados de las extremidades.
 
Curran, E.; Johnsrude, I.; Owen, A. M.; Penny, W.; Stokes, M.; Roberts, S. J.; & Sykacek, P. (2004). Tareas cognitivas para la conducción de un sistema de interfaz cerebro-computadora: Un estudio piloto. Transacciones IEEE en Sistemas Neurales y la Ingeniería de Rehabilitación, 12(1), 48-54.
PMID #: 15068187
RESUMEN: Diferentes tareas cognitivas fueron investigadas para su uso con un ICC. El objetivo principal fue evaluar cual dos de varias tareas de candidatos llevan a patrones de actividad de electroencefalograma (EEG) que podrían ser diferenciadas con mayor fiabilidad y, por tanto, producir la tasa más alta de comunicación. Un óptimo método de procesamiento de señales también se buscó para aumentar la diferenciación de los perfiles de EEG a través de las tareas. En diez sujetos normales (cinco hombres), de edad de 29 a 54 años, la actividad EEG se registró de cuatro canales durante las tareas cognitivas agrupadas de dos en dos, y se realizó de forma alterna. Cuatro tareas de imágenes fueron: la navegación espacial en torno a un ambiente familiar; las imágenes auditivas de una canción familiar; y las imágenes de motor derecho e izquierdo de abrir y cerrar la mano. La metodología del procesamiento de las señales incluyo modelado autorregresivo (AR) y la clasificación basada en la regresión logística y en un clasificador generativo no-lineal. La tasa más alta de comunicación se encontró utilizando las tasas de navegación y de las imágenes auditivas. En los términos de la clasificación del rendimiento y, por tanto, la posible tasa de comunicación, estos resultados fueron significativamente mejores (p <0.05) que los que fueron obtenidos con la pareja clásica de tareas motoras que implican los movimientos imaginarios de las manos izquierdas y derechas. En los términos del análisis de los datos EEG, un modelo de clasificación no-lineal proporcionó más resultados robustos que un modelo lineal (p<<0.01) y un modelo AR de orden más baja se encontró de ser más efectivo que aquellos utilizados en los trabajos anteriores. Estos resultados tienen implicaciones para establecer métodos apropiados para operar los sistemas ICC, particularmente para las personas con impedimentos que pueden experimentar dificultad con tareas motoras, incluso las imágenes motoras.
 
Donoghue, J. P.; Fellow, M. R.; Friehs, G. M.; Ojakangas, C. L.; & Zerris, V. A. (2004). Interfaces cerebro-máquina y cerebro-computadora. Accidente Cerebrovascular: Una Revista de la Circulación Cerebral, 35(11 Suppl 1). 2702-5.
PMID #: 15486335
RESUMEN: La idea de conectar el cerebro humano directamente a una computadora o máquina no es nueva y su potencial ha sido explorado en la ciencia ficción. Con los rápidos avances en las áreas de la tecnología de la información, la miniaturización y las neurociencias se ha producido una oleada de interés en convertir la ficción en realidad. En este documento los autores revisan el estado-del-arte actual de las interfaces cerebro-computadora y cerebro-máquina incluyendo neuro-prótesis. Los principios y los requisitos generales para producir una conexión exitosa entre la inteligencia humana y artificial se describen y la experiencia preliminaria de los autores con un prototipo ICC se informa.
 
Ebrahimi, T.; Garcia, G.; Hoffmann, U.; & Vesin, J. M. (2004). La aplicación del marco de las pruebas de los interfaces cerebro-computadora. Las Actas de Conferencia: La Conferencia Anual Internacional de la Sociedad de Ingeniería IEEE en la Medicina y Biología. Sociedad de Ingeniería IEEE en Medicina y Biología, 1, 446-9.
PMID #: 17271709
RESUMEN: Un ICC es un sistema de comunicación que implementa el principio de “pensar y hacer  que esto suceda sin ningún tipo de esfuerzo físico”. Esto significa que un ICC permite al usuario a actuar en su entorno sólo con sus pensamientos, sin utilizar niervos periféricos y músculos. Casi todos los ICC contienen como una parte fundamental de un algoritmo de aprendizaje por máquinas, que aprende de los datos de entrenamiento, una función que se puede utilizar para discriminar las distintas actividades del cerebro. En el trabajo actual, utilizamos un marco Bayesiano para el aprendizaje de máquinas, el marco de evidencia [1], [2] para desarrollar una variante de análisis linear discriminante para el uso de un ICC basado en las medidas de electroencefalograma (EEG). Las propiedades del algoritmo resultante son: (1) dar una salida probabilística continua, (2) rápida estimación de los constantes de regularización, y (3) la posibilidad de seleccionar entre los conjuntos de características diferentes, el que es más prometedor para la clasificación. El algoritmo se ha probado en un conjunto de datos de la competición ICC de 2003 y proporciona una precisión en la clasificación de 95, 81, y 79 por ciento respectivamente.
 
Leuthardt, E. C.; Moran, D. W.; Ojemann, J. G.; Schalk, G.; & Wolpaw, J. R. (2004). Un interfaz cerebro-computadora utilizando señales electro-cortico-gráficos en los seres humanos. Revista de la Ingeniería Neural, 1(2), 63-71.
PMID #: 15876624
RESUMEN: Los ICC permiten a los usuarios a controlar los dispositivos con actividad electroencefalográfica (EEG) del cuero cabelludo o de la actividad de neuronas individuales dentro del cerebro. Ambos métodos tienen desventajas: EEG tiene una resolución limitada y requiere entrenamiento extensivo, mientras que la grabación de neuronas individuales conlleva importantes riesgos clínicos significativos y tiene una estabilidad limitada. Demostramos aquí por primera vez que la actividad electrocorticográfica (ECoG) registrada desde la superficie del cerebro puede permitir a los usuarios a controlar un cursor de computadora de una dimensión con rapidez y precisión. En primer lugar, identificamos las señales ECoG que fueron asociados con tipos diferentes de imágenes motoras y del habla. Durante periodos breves de entrenamiento de 3 a 24 minutos, cuatro pacientes utilizan estas señales para dominar el control en sistema de circuito cerrado y lograr tasas de éxito de 74 a 100 por ciento en una tarea binaria unidimensional. En experimentos adicionales en sistema de circuito abierto, hemos encontrado que las señales ECoG a frecuencias de hasta 180 Hz codifico información sustancial sobre la dirección de los movimientos del joystick de dos dimensiones. Nuestros resultados sugieren que un ICC basado en ECoG puede proporcionar a las personas con discapacidades motoras severas una comunicación no-muscular y opción de control que es más poderosa que los ICC basados en EEG y es potencialmente más estable y menos traumática que los ICC que utilizan electrodos que penetran el cerebro.
 
McFarland, D. J.; & Wolpaw, J. R. (2004). Control de una señal de movimiento dos dimensional por un interfaz cerebro-computadora no-invasivo en los seres humanos. Actas de la Academia Nacional de las Ciencias de los Estados Unidos de América, 101(41), 17849-54.
PMID #: 15585584
RESUMEN: Los ICC pueden proporcionar comunicación y control a las personas que están totalmente paralizadas. Los ICC pueden utilizar métodos no-invasivos e invasivos para la grabación de las señales cerebrales que transmiten los comandos del usuario. Mientras que los ICC no-invasivos ya están en uso para aplicaciones sencillas, ha sido ampliamente asumido que sólo ICC invasivos, que utilizan electrodos implantados en el cerebro, pueden proporcionar control de movimiento multi-dimensional de un brazo robótico o un neuro-próstesis. Ahora mostramos que ICC no-invasivos que utilizan la actividad electroencefalográfica grabada en el cuero cabelludo y un algoritmo adaptivo que puede proporcionar a los seres humanos, incluyendo las personas con lesiones de la médula espinal, con control multidimensional de movimiento punto a punto que cae dentro de un rango de lo reportado con métodos invasivos en monos. En el tiempo, la precisión, y la exactitud del movimiento, los resultados son comparables a los de los ICC invasivos. El algoritmo adaptivo utilizado en este ICC no-invasivo identifica y se centra en las características electroencefalográficas que la persona puede mejor controlar y anima a seguir mejorando en ese control. Los resultados sugieren que las personas con impedimentos motoras severos pueden usar las señales cerebrales para operar un brazo robótico o un neuro-prótesis sin necesitar la implantación de electrodos en sus cerebros.
 
Morris, K. (2004). La mente se mueve en la pantalla: La interfaz cerebro-computadora un juicio. Neurología Lanceta, 3(6), 329.
PMID #: 15176409
No hay resumen disponible.
 
Ostrosky-Solís, F.; Ramirez, M.; & Santana, D. (2004). [Los recientes avances en la tecnología de rehabilitación: Un análisis del interfaz cerebro-computadora]. Revista de Neurología, 39(5), 447-50. El artículo está en español.
PMID #: 15378459
RESUMEN: INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS: En este trabajo se analizan algunas de las opciones disponibles en la tecnología de la rehabilitación que se utilizan para ayudar a las personas con trastornos neuromusculares severos, y que toman la actividad electrofisiológica como una fuente de señales biológicas con las que pueden diseñar interfaces. DESARROLLO: Una serie de diferentes investigadores han generado una nueva  comunicación y sistema de control que utiliza la actividad eléctrica del cerebro como una señal que representa los mensajes o comandos que un individuo envía al mundo exterior, sin utilizar las vías normales de salida del cerebro, así como los niervos periféricos y músculos; sino que esto es logrado a través de un sistema artificial que los extrae, codifica y aplica, llamado un ICC. La actividad electrofisiológica de un ICC puede ser obtenida por medio de electrodos superficiales o implantados, y por lo tanto puede ser clasificado como invasivo o no-invasivo. Cinco tipos de señales cerebrales se han explorado para su uso con un ICC: potenciales evocados visualmente; potenciales corticos lentos, actividad cortica neuronal, ritmos beta y mu, y potenciales con relación a los eventos. CONCLUSIONES: Gracias a las mejoras y los desarrollos recientes en los prototipos, esta tecnología está segura de abrir nuevas posibilidades de comunicación y control para la población afectada; también representa una rama valorada de investigación multidisciplinaria con numerosas aplicaciones interesantes en las áreas más allá de la esfera de la atención de la salud.
 
Tian, M.; Yang, K.; Zhang, H.; Zhao, Y. (2004). [Avances en la tecnología de interfaz cerebro-computadora]. Diario de la Ingeniería Biomédica, 21(6), 1024-7. El artículo está en idioma chino.
PMID #: 15646357
RESUMEN: Este artículo introduce una de las ramas jóvenes, energéticas y rápidamente creciente de la investigación en la tecnología de la ingeniería biomédica de ICC, que puede proporcionar comunicación aumentativa y capacidades de control a los pacientes con discapacidades motoras severas. Resumimos las primeras dos juntas para ICC, y presenta los frutos más típicos de la investigación. Se analizan los problemas en los estudios actuales y la dirección para la investigación futura.
 
Wickelgren, I. (2004). Neuro-prótesis: El interfaz cerebro-computadora añade una nueva dimensión. Ciencia, 306(5703), 1878-9.
PMID #: 15591175.
No hay resumen disponible.

2003

Adams, K. D.; & Kennedy, P. R. (2003). Un árbol de decisiones para los dispositivos con interfaz cerebro-computadora. Transacciones IEEE en Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 11(2), 148-50.
PMID #:12899259
RESUMEN: Este documento es un primer intento de presentar un “árbol de decisiones” para ayudar en la elección de un dispositivo ICC para los pacientes que son casi o completamente “encerrados” (cognitivamente sanos, pero incapaz de moverse o comunicarse). El primer paso es evaluar cualquier función restante. Hay seis puntos de reflexión en el proceso de hacer decisiones. Estas dependen en el estado funcional del paciente: (1) un movimiento residual; (2) sin movimiento, pero de alguna actividad residual de electromiográfica (EMG); (3) totalmente bloqueado sin actividad EMG o movimientos pero con movimientos oculares conjugados; (4) lo mismo que tres, pero con movimientos oculares desconectados; (5) igual que cuatro, pero con poca ayuda adecuada de los sistemas basados en EEG; (6) lo mismo que cinco y la aceptación de un sistema invasivo.
 
Birbaumer, N.; Dobkin, B. H.; Donchin, E.; Heetderks, W. J.; Kübler, A.; Moore, M. M.; Rymer, W. Z.; Trejo, J.; Gaughan, T. M.; Weinrich, M.; Wolpaw, E. W.; & Wolpaw, J. R. (2003). Tecnología de interfaz cerebro-computadora: Un análisis de la Segunda Reunión Internacional. Transacciones IEEE en Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 11(2), 94-109.
PMID #: 12899247
RESUMEN: Este documento resume los ICC para Comunicación y Control, la Segunda Reunión Internacional, celebrada en Rensselaerville, Nueva York, en junio de 2002. Patrocinado por los Institutos Nacionales de Salud y organizada por el Centro Wadsworth del Departamento de Salud de Nueva York, la reunión abordó el trabajo actual y los futuros planes en la investigación de ICC. Noventa y dos investigadores que representan a 38 diferentes grupos de investigación de los Estados Unidos, Canadá, Europa, y China participaron. Los ICC discutidos en la reunión utilizan la actividad electro-encefalográfica registrada en el cuero cabelludo o de la actividad de una sola neurona registrada en la corteza para controlar el movimiento del cursor, seleccionar letras o iconos, u operar los neuro-próstesis. El elemento central en cada ICC es un algoritmo de traducción que convierte la entrada electrofisiológicas por parte del usuario en la salida que controla los dispositivos externos. Operación de los ICC depende en la interacción efectiva entre dos controladores adaptivos, el usuario que codifica sus comandos en la entrada electrofisiológica proporcionada a ICC, y el ICC reconoce los comandos contenidos en la entrada y los expresa en el control del dispositivo. Los ICC actuales tienen tasas máximas de la transferencia de información de hasta 25b/min. Logro de una mayor velocidad y precisión requiere mejoramientos en la adquisición y procesamiento de señales, en los algoritmos de transducción, y en la capacitación de los usuarios. Estas mejoras dependen en la cooperación interdisciplinaria entre los neuro-científicos, ingenieros, programadores de computadora, psicólogos, y especialistas de rehabilitación, y en la adopción y la aplicación generalizada de criterios objetivos para la evaluación de métodos alternativos. El uso práctico de la tecnología de ICC será determinado por el desarrollo de aplicaciones apropiadas y la identificación de grupos apropiados de usuarios, y requiere una cuidadosa atención a las necesidades y deseos de los usuarios individuales.
 
Birbaumer, N.; Hinterberger, T.; Kaiser, J.; Kübler, A.; & Neumann, N. (2003). Una interfaz cerebro-computadora (ICC) para los bloqueados en sí mismos: Comparación de las diferentes clasificaciones de EEG para el Dispositivo de Traducción de Pensamientos. Neuro-fisiología Clínica, 114(3), 416-25.
PMID #: 12705422
RESUMEN: OBJETIVO: El Dispositivo de la Traducción del Pensamiento (DTP) para la interacción de cerebro-computadora se desarrolló para permitir a los pacientes totalmente paralizados a comunicarse. Los pacientes aprenden a regular los potenciales corticales lentos (PCL) voluntarios con el entrenamiento en información sobre la selección de las letras. Este estudio muestra la comparación de diferentes métodos de análisis electroencefalográficos (EEG) de análisis para mejorar la precisión de escritura con el DTP en un conjunto de datos de 6,650 pruebas de un paciente gravemente paralizado. MÉTODOS: Las selecciones de cartas tuvieron lugar al superar un cierto umbral de amplitud PCL. Para mejorar el control del paciente de un evento adicional relacionado con el potencial cortical, un filtro con dos características del filtro (“mezcla de filtro”) fue desarrollado y aplicado en línea. Para mejorar el rendimiento fuera de línea, el criterio para decisiones relacionadas con el umbral, se varió. Los diferentes tipos de análisis fueron aplicados al conjunto de datos de EEG, así como en datos de EEG transformados por wavelet. RESULTADOS: La condición de filtro mixto aumentó el rendimiento de los pacientes en línea en comparación con el único filtro de PCL. Un umbral, basado en la relación éntrelas selecciones requeridas y los rechazos, resultó en una mejora adicional fuera de línea. El análisis discriminante de los datos de hora de la serie PCL y los datos transformados por wavelet aumentó la frecuencia de respuesta correcta fuera de línea del paciente. CONCLUSIONES: Es posible comunicarse con los potenciales relacionados con eventos utilizando el método filtro de realimentación mixto. Ya que datos transformados por wavelet no se pueden alimentar de nuevo en línea antes del final de una muestra, sólo son aplicables si la respuesta inmediata no es necesaria  para un ICC. Para los futuros ICC, datos transformados por wavelet deben servir para ICC, sin una respuesta inmediata. Una transformación wavelet paso a paso, incluso permitiría una respuesta inmediata.
 
Birbaumer, N; Kübler, A.; Müller, G. R.; Neuper, C.; & Pfurtscheller, G. (2003). La aplicación clínica de un interfaz cerebro-computadora basado en EEG: Un estudio de caso en un paciente con definición motora grave. Clínica Neurofisiología, 114(3):399-409.
PMID #: 12705420
RESUMEN: OBJETIVO: Este estudio de caso describe como un paciente totalmente paralizado, con diagnóstico de parálisis severa, se entrenó durante un período de varios meses para utilizar un ICC basado en electroencefalografía (EEG) para la comunicación verbal. MÉTODOS: Entrenamiento de información de EEG se realizó en el hogar del paciente (clínica), supervisado por un laboratorio a distancia con la ayuda de un ‘sistema de tele-vigilancia’. La computación de información en línea fue basada en análisis de un solo ensayo y la clasificación de características específicas de la banda de potencia del EEG espontánea. Los cambios relacionados atareas en las oscilaciones del cerebro a lo largo de los pasos de entrenamiento fueron investigados por la cuantificación de tiempo-frecuencia de mapas relacionados con el evento de la (de-) sincronización (ERD/ERS). RESULTADOS: El paciente aprendió a “producir” dos distintos patrones de EEG, ERD de banda beta durante la imagen de movimiento contra no ERD durante la relajación, y usar esto para la ortografía controlada por ICC. El progreso significativo de aprendizaje se encontró como una función de la sesión de entrenamiento, resultando en un nivel promedio de precisión de 70 por ciento (respuestas correctas) para la selección de letras. ‘Ortografía Copiada’ se realizó con una tasa de una letra por cada minuto. CONCLUSIONES: El procedimiento propuesto del entrenamiento en ICC, basado en la información de electroencefalograma (EEG) y la adaptación concomitante de la extracción y clasificación de características, puede mejorar los niveles actuales de la habilidad de comunicación en pacientes bloqueados. Entrenamiento de ICC ‘asistido por tele-vigilancia’ facilita la aplicación clínica en un número mayor de pacientes.
 
Birbaumer, N.; Kübler, A.; Müller, G. R.; Neuper, C.; Pfurscheller, G.; Skliris, D.; & Staiger-Sälzer, P. (2003). [Comunicación basada en EEG – Un Nuevo concepto para el apoyo de rehabilitación en pacientes con insuficiencia motora grave]. Die Rehabilitation, 42(6), 371-7. El artículo está en alemán.
PMID #: 14677109
RESUMEN: Este documento describe un paciente paralizado diagnosticado con parálisis cerebral infantil severa, entrenado sobre un periodo de varios meses a utilizar un ICC basado en EEG en la comunicación verbal. El paciente aprendió a “producir” dos distintos patrones de EEG de las imágenes mentales y a utilizar esta habilidad para la ortografía controlada por ICC. El entrenamiento de información EEG se condujo en una clínica para la Comunicación Asistida, supervisada de un laboratorio a larga distancia con la ayuda de un sistema de tele-vigilancia. En función por las sesiones de entrenamiento se encontró un progreso significativo de aprendizaje, resultando en un nivel de precisión promedio de 70 por ciento de respuestas correctas para la selección de letras. En la actualidad, “la ortografía copiada” se puede realizar con una tasa de aproximadamente una letra por cada minuto. El dispositivo de comunicación propuesto, el “Teclado Virtual”, puede mejorar los niveles actuales de la habilidad de comunicación en los pacientes totalmente paralizados. Entrenamiento “asistido por tele-vigilancia” facilita la aplicación clínica en un número mayor de pacientes.
 
Birch, G. E.; Borisoff, J. F.; & Mason, S. G. (2003). Las tendencias actuales en la investigación de interfaz cerebro-computadora de la Fundación Neil Squire. Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 11(2), 123-6.
PMID #: 12899252
RESUMEN: La Fundación Neil Squire (FNS) es una organización canadiense sin fines de lucro cuyo propósito es crear oportunidades para la independencia de individuos con discapacidades físicas significativas. En los últimos diez años, nuestro equipo en colaboración con investigadores del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de British Columbia ha estado trabajando para desarrollar un interruptor directo controlado por el cerebro para los individuos con impedimentos físicos significativos. El Proyecto Interfaz Cerebro de FNS se centra principalmente en el desarrollo de tecnologías de interruptores de ICC para control intermitente (o asíncrono) en ambientes naturales. Es decir, las tecnologías que funcionan cuando el Usuario tiene la intención de controlar pero se mantienen en un estado de estabilidad cuando no hay intención de controlar. Un prototipo de tal interruptor se ha desarrollado con éxito. Este interruptor ha demostrado una precisión de clasificación superior a 94 por ciento. Los resultados iniciales son prometedores, pero más investigación se requiere para mejorar la precisión y fiabilidad de cambiar y poner a prueba estas tecnologías de interruptor sobre una población más grande de usuarios y condiciones de operación. Este documento proporciona una vista general de las tecnologías interruptor-cerebro de FNS y detalla nuestro enfoque a la labor futura en esta área.
 
Birch, G. E.; & Mason, S. G. (2003). Un marco general para el diseño de un interfaz cerebro-computadora. Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 11(1), 70-85.
PMID #: 12797728
RESUMEN: La comunidad de investigación de ICC ha reconocido que los investigadores están experimentando dificultades cuando ellos tratan de comparar las técnicas de ICC descritas en la literatura. En respuesta a esta situación, la comunidad ha hecho hincapié en la necesidad de métodos objetivos para comparar las tecnologías de ICC. Las mejoras sugeridas han incluido el desarrollo y uso de aplicaciones de punto de referencia y conjuntos de datos estándares. Sin embargo, como una rama joven de investigación multidisciplinaria, a la comunidad de ICC le falta un vocabulario común. Como resultado de ello, esta deficiencia lleva a pobre comunicación entre los grupos, lo que dificulta el desarrollo de los métodos deseados de comparación. Una de las principales razones para la falta de un vocabulario común es la ausencia de un modelo común funcional de un Sistema ICC.  Este documento propone un nuevo modelo funcional para el diseño del Sistema ICC. El modelo apoya muchas características que facilitan la comparación de tecnologías de ICC con otras tecnologías de interfaces ICC y no ICC del usuario. De este modelo, la taxonomía para el diseño del Sistema ICC es desarrollado. Juntos, el modelo y la taxonomía se consideran como un marco general para el diseño del Sistema ICC. El poder de representación de la estructura propuesta se evaluó mediante su aplicación a un conjunto de tecnologías existentes de ICC. El marco puede describir efectivamente todos los diseños probados del Sistema ICC.
 
Cheng, M; Gao, S.; Gao, X.; & Xu, D. (2003). Un controlador basado en ICC del medio ambiente para los discapacitados del movimiento. Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 11(2), 137-40.
PMID #: 12899256
RESUMEN: Con el desarrollo de la tecnología de ICC, los investigadores ahora están tratando de poner las técnicas de ICC en la aplicación práctica. Este documento presenta un controlador del medio ambiente utilizando una técnica de ICC basada en el potencial de estado listo evocado visualmente. Este sistema se compone de un estimulador, un procesador de señal digital, y un controlador remoto de infrarrojos que se puede entrenar. Las características más atractivas de este sistema incluyen la grabación no-invasiva de señales, pocos requisitos de entrenamiento, y una alta tasa de transferencia de información. Nuestros resultados de pruebas han mostrado que este sistema puede distinguir por lo menos 48 objetivos y proporciona una tasa de transferencia hasta 68 b/min. Este sistema se ha aplicado al control de un aparato eléctrico con éxito.
 
Curran, E.; Gibbs, M.; Pickup, L.; Roberts, S>; Stokes, M.; & Sykacek, P. (2003). Métodos probabilísticos en la investigación de ICC. Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 11(2), 192-5.
PMID #: 12899272
RESUMEN: Este artículo sugiere un tratamiento probabilístico de la parte de procesamiento de señales de un ICC. Sugerimos dos mejoras de ICC que no se pueden obtener fácilmente con otros enfoques basados en los datos. Simplemente mediante el uso de una gran distribución conjunta como un modelo del procesamiento total de señales del ICC, podemos obtener predicciones de que implícitamente da peso a la información de acurdo a su certeza. Los experimentos afuera de línea revelan que esto resulta en tasas estadísticamente más altas de bits. Métodos probabilísticos también son muy útiles para obtener algoritmos adaptivos de aprendizaje que pueden hacer frente a los problemas no-estacionarios. Una evaluación experimental muestra que un ICC adaptivo supera el rendimiento de las implementaciones estáticas equivalentes, incluso cuando se utiliza sólo un número moderado de los ensayos. Esto sugiere que los algoritmos de traducción adaptiva podrían ayudar en casos donde la dinámica cerebral cambia debido a los afectos de aprendizaje o fatiga.
 
Edlinger, G.; Guger, C.; Harkan, W.; Niedemayer, I.; & Pfurtscheller, G. (2003). ¿Cuántas personas son capaces de operar un interfaz cerebro-computadora (ICC) basado en EEG? Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 11(2), 145-7.
PMID #: 12899258
RESUMEN: Noventa y nueve personas sanas participaron en un estudio de la rama de ICC llevado a cabo en una exposición celebrada en Graz, Austria. Cada sujeto pasó de 20 a 30 minutos en una investigación de ICC de dos sesiones. La primera sesión consistió en 40 ensayos realizados sin biofeedback. Entonces, un clasificador de temas específicos se creó para proporcionar el sujeto con biofeedback, y la segunda sesión – 40 ensayos en los cuales el sujeto tuvo que controlar una barra horizontal en una pantalla de computadora – se llevó a cabo. Los sujetos fueron instruidos a imaginar el movimiento de la mano derecha o el movimiento del pie después de una señal de estímulo dependiente en la dirección de la flecha. Electrodos bipolares se han montado sobre el área de representación de la mano derecha y sobre el área de representación del pie. Los resultados de clasificación obtenidos con (1) un modelo adaptivo auto-regresivo (39 sujetos), y (2) estimación de banda de potencial (60 sujetos) se presentaron. Aproximadamente 93 por ciento de los sujetos fueron capaces de lograr precisión en la clasificación por encima del 60 por ciento después de dos sesiones de entrenamiento.
 
Hestenes, J.; Pineda, J. A.; Silverman, D. S.; & Vankov, A. (2003). Aprendiendo a controlar los ritmos cerebrales: Hacer posible un interfaz cerebro-computadora. Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 11(2), 181-4.
PMID #: 12899268
RESUMEN: La capacidad de controlar los ritmos electroencefalográficos y trazar los cambios en el accionamiento de los dispositivos mecánicos proporciona la base de un ICC de asistencia. En este estudio, investigamos la habilidad de sujetos a manipular el ritmo mu sensorio-motora (8-12 Hz oscilaciones registradas en la corteza motora) en el contexto de una representación rica visual de la señal de realimentación. Cuatro sujetos fueron entrenados por aproximadamente 10 horas en el curso de cinco semanas para producir actividad similar o diferente de mu en los dos hemisféricos en orden de controlar el movimiento derecho o izquierdo en un juego de video de tres dimensiones. El análisis de datos mostró una cuerva empinada de aprendizaje por la producción de la actividad diferencial de mu durante las primeras seis sesiones de entrenamiento y se están estabilizando durante las últimas cuatro sesiones. En contraste, la actividad similar de mu se obtuvo y mantuvo con facilidad en todas las sesiones de entrenamiento. Los resultados sugieren que un ICC intencional basado en la señal binaria es posible. Durante una tarea realística, interactiva, y atractiva motivacionalmente los sujetos aprendieron a controlar los niveles de la actividad mu más rápido cuando se trata de una actividad similar en ambos hemisféricos. Esto sugiere que mientras control individual de cada hemisferio es posible, se requiere más tiempo de aprendizaje.
 
Kübler, A.; & Neumann, N. (2003). Entrenando a los pacientes encerrados en sí mismos: Un reto para el uso de interfaces cerebro-computadora. Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 11(2), 169-72.
PMID #: 12899265
RESUMEN: Entrenando a pacientes gravemente paralizados al uso de un ICC para la comunicación plantea una serie de cuestiones y problemas. En los últimos seis años, hemos capacitado a 11 pacientes para autorregular sus potenciales lentos de la corteza cerebral y para utilizar esta habilidad para mover un cursor en una pantalla de computadora. Este documento describe nuestras experiencias con este grupo de pacientes incluyendo los problemas de aceptación y rechazo a los pacientes, comunicar e interactuar con los pacientes, como el entrenamiento puede ser afectado por las circunstancias sociales, familiares, e institucionales, y la importancia de los refuerzos de la motivación y reforzadores.
 
McFarland, D. J.; Schalk, G.; Vaighan, T. M.; & Wolpaw, J. R. (2003). La investigación de interfaz cerebro-computadora (ICC) y programa de desarrollo por el Centro Wadsworth. Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 11(2), 204-7.
PMID #: 12899275
RESUMEN: La investigación de ICC en el Centro Wadsworth se ha centrado principalmente en el uso de los ritmos de electroencefalograma (EEG) registrados en el cuero cabelludo sobre la corteza sensorio-motora para controlar el movimiento del cursor en una o dos dimensiones. Estudios recientes y actuales buscan mejorar la velocidad y la precisión de este control mediante la mejora de la selección de las características de la señal y su traducción a los comandos del dispositivo, por la incorporación de adicionales características de la señal, y por la optimización de la interacción adaptiva entre el usuario y el sistema. Además, para facilitar la evaluación, comparación y combinación de métodos alternativos de ICC, hemos desarrollado un sistema ICC de propósito general llamado BCI-2000 y se ha puesto a disposición a otros grupos de investigación. Finalmente, en colaboración con otros grupos de investigación, estamos desarrollando aplicaciones sencillas de ICC y estamos probando su sentido práctico y su valor a largo plazo para personas con severos impedimentos motores.
 
Moore, M. M. (2003). Aplicaciones del mundo real para la tecnología de interfaz cerebro-computadora. Transacciones IEEE en los Sistemas Neurales e Ingeniería de Rehabilitación, 11(2), 162-5.
PMID #: 12899263
RESUMEN: La misión del Brainlab de la Universidad Estatal de Georgia es crear y adaptar métodos de interacción persona-computadora que permitan a las tecnologías de ICC controlar efectivamente las aplicaciones en el mundo real. La mayoría de las aplicaciones existentes de ICC fueron diseñadas principalmente para el entrenamiento y demostración. Nuestro objetivo es investigar los métodos de transición de las habilidades de control ICC aprendidas en el entrenamiento a los escenarios en el mundo real. Nuestra investigación explora algunos de los problemas y retos de combinar los resultados de ICC con los paradigmas de interfaz humano-computadora en orden de alcanzar la óptima interacción. Utilizamos una variedad de dominios de aplicación para comparar y validar las interacciones ICC, incluyendo comunicación, control del medio ambiente, prótesis neurales, y la expresión creativa. El objetivo de esta investigación es mejorar la calidad de vida para aquellos con impedimentos severos.

Términos de búsqyeda oara ka tecbikigía de interfaz cerebro-computadora

  • Accidente Cerebrovascular/Rehabilitación
  • Acondicionamiento
  • Actividad/Neuronas Motoras
  • Algoritmos
  • Análisis de Regresión
  • Análisis de Variancia
  • Apoyos de Movilidad
  • Auditivo
  • Avance Tecnológico
  • Biofeedback/Métodos/Fisiología
  • Biónicas/Instrumentación/Métodos
  • Calibración
  • Calidad de Vida
  • Cerebro/Anatomía/Enfermedades/Lesiones/Cartografía
  • Cibernética
  • Ciencia/Tecnología Informática
  • Cognitiva/Desarrollo/Procesos/Psicología
  • Comentarios
  • Computadora/Asistida/Métodos/Periféricos/Ciencia/Sistemas/Entrenamiento de Usuario
  • Comunicación Aumentativa y Alternativa
  • Comunicación (Transferencia de Pensamientos)/Ayudas
  • Control Electrónico
  • Corteza/Parálisis Cerebral
  • Corteza/Percepción/Fisiología Visual
  • La Corteza Somato-sensorial
  • Desarrollo del Comportamiento
  • Desarrollo Individual
  • Desempeño y Análisis de Tareas
  • Diagnóstico
  • Discapacidades
  • Disciplinas Intelectuales
  • Diseño de Equipos
  • Dispositivos de Autoayuda
  • Dispositivos de Ayuda
  • Electrodos
  • Electroencefalografía
  • Enfermedades Crónicas
  • Enfermedades Neuro-degenerativas/Neuro-musculares
  • Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA)
  • La Estimulación Acústica
  • Estimulación Fática
  • Falsas Reacciones Negativas/Positivas
  • Imágenes por Resonancia Magnética (MRI)
  • Ingeniería Biomédica
  • Innovación Instructiva 
  • Instrucción Multimedia
  • Inteligencia Artificial
  • Interfaz de Usuario PC
  • Investigación y Desarrollo
  • Juegos de Video
  • Legislación Federal
  • Lesiones de la Médula Espinal
  • Magnéticas
  • Magneto-encefalografía
  • Movimiento/Movimiento de la cabeza/Fisiología
  • Movimientos Oculares
  • Neurociencias/Neuro-cirugía
  • Organización Neurológica
  • Parálisis/Terapia/Rehabilitación
  • Pensar
  • Plasticidad Neuronal
  • Potenciales Evocados
  • Procesamiento de Imágenes
  • Procesamiento de Señales
  • Prótesis e Implantes
  • Reconocimiento de Patrones
  • Rehabilitación/Programas
  • Robótica
  • Sensibilidad y Especificidad 
  • Sincronización Cortical
  • Sistemas en Línea
  • Los Sistemas Hombre-Máquina
  • Tecnología Educacional
  • Terapia
  • Toque
  • Transferencia de Tecnología
  • Vibración
  • Visión/Fisiología

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