La Universitat Pompeu Fabra (UPF) està treballant per aconseguir el control en temps real de dispositius fent servir el cervell. Aquest camp de la investigació, que fa poques dècades semblava cosa de ciència-ficció, és un dels grans reptes de la neurociència actual, especialment pel que fa a la identificació de senyals prou robustos com per aconsegiur-ho. En aquest sentit, els investigadors catalans han fet aportacions rellevants que han estat publicades a la revista ‘eNeuro’.
Un camp en què s’ha avançat molt els darrers anys
Connectar el cervell amb un ordinador per convertir les senyals neuronals en accions concretes és un camp en què, durant els darrers anys, s’han aconseguit alguns avenços importants, especialment gràcies a les anomenades BCI (Brain-Computer Interfaces), que estableixen la comunicació entre ells. Fins ara, s’ha aconseguit controlar dispositius amb la ment fent servir nomes l’activitat d’una o diverses regions.
Encara no s’ha aconseguit fer-ho a partir de la comunicació i la sincronització de regions diferents, però, i és aquí on cal identificar senyals prou robustes com per fer-ho. Aquí és on entren les aportacions dels investigadors de la UPF, que han analitzat l’activitat cerebral de 10 persones durant una tasca d’atenció visoespacial, amb fins a 200 mesuraments per persona. També s’ha tingut en compte el concepte de la lateralitat creuada, és a dir, que el que veiem a la dreta del camp visual es representa a l’hemisferi esquerre del cervell i a l’inrevés.
La banda Alpha
Els nivells del senyal cerebral que es coneix com a banda Alpha disminueixen a l’hemisferi cerebral on es representen les imatges que observem. Els investigadors comparen aquestes variacions amb els platets d’una balança: és on hi ha més pes que els platerets baixen més mentre que, a l’altre costat, tendeixen a anar cap amunt.
La banda Alpha inhibeix l’excitabilitat de les neurones, provocant un estat de relaxació en les seves poblacions. Així doncs, no és estrany que el seu nivell sigui menor en l’hemisferi del cervell que processa les imatges. També cal tenir en compte que el cervell es divideix en regions que es comuniquen mitjançant la sincronització de les seves fluctuacions neuronals, per exemple al rang Alpha. Precisament un dels objectius de la recerca era analitzar si aquesta sincronització presenta patrons lateralitzats, com han confirmat els autors de l’estudi.
Concretament, quan mirem a la dreta, la comunicació entre la regió frontal i parietal de l’hemisferi esquerre augmenta i, si mirem a l’esquerra, passa el mateix amb l’hemisferi dret. L’investigador Martín Esparza-Iaizzo explica que la novetat de l’estudi és que fa servir mesures de sincronia entre les àrees en cada intent individual, no en dades agregades.
Un nou paradigma
Fins ara, els senyals de la banda Alpha que comuniquen les regions frontal i parietal només es podien captar per complet amb l’agregació de dades de diversos mesuraments, no només en un únic intent. És per això que un altre dels objectius de l’estudi era examinar com captar els patrons neuronals a un nivell de prova únic, per generar un senyal de control que permeti activar dispositius amb interfícies BCI a temps real.
No obstant això, Esparza-Iaizzo adverteix que s’ha constatat que les electroencefalografies actuals tenen limitacions per aconseguir aquest objectiu, pel que fa a la resolució espacial i també pel soroll de la respiració, l’activitat cardíaca… Malgrat tot, l’investigador considera que la nova tecnologia per a mesurar senyals cerebrals pot ser un nou “paradigma per a futurs intents”.
