Differences between the Norwegian and British discussions and conceptions

En el presente proyecto de investigación se ha desarrollado una aplicación asistiva que permite controlar dispositivos domóticos y electrónicos presentes habitualmente en el hogar

En primer lugar se llevó a cabo un estudio exhaustivo de los sistemas BCI basados en P300. Se analizó tanto la distribución de canales para el registro de la señal EEG, como los métodos más habituales para realizar el procesado de dicha señal, así como los parámetros de configuración óptimos para el correcto funcionamiento del sistema.

En cuanto al desarrollo de la aplicación BCI, lo primero que se tuvo en cuenta fue el usuario final y sus principales necesidades. Los usuarios participantes fueron personas dependientes con grave discapacidad procedentes del CRE de Discapacidad y Dependencia de San Andrés del Rabanedo (León). Los dispositivos domóticos y electrónicos que permite controlar la aplicación son: una televisión, un reproductor de DVD, un equipo de música, un disco duro multimedia, un calefactor, un ventilador, una bombilla multicolor y un teléfono. De esta forma, los servicios ofrecidos por la aplicación domótica gestionan las principales necesidades de los usuarios en cuanto a confort, comunicación y entretenimiento. Además, se ha procurado que la aplicación sea clara y sencilla para facilitar la comprensión de la misma por parte de los usuarios y favorecer así su manejabilidad.

Tras el establecimiento del protocolo de control y los dispositivos a controlar se diseñó la aplicación BCI empleando el sistema de propósito general BCI2000. La interfaz de usuario está formado por un menú principal que muestra los diferentes dispositivos a controlar. Para desplazarse por dicho menú el usuario deberá contar las veces que se ilumina la imagen correspondiente al dispositivo que quiere manejar. Una vez seleccionado el dispositivo deseado, se accederá a un submenú correspondiente a las distintas funcionalidades del dispositivo en cuestión. El proceso será similar al descrito previamente. El usuario deberá contar las veces que se ilumina la imagen correspondiente a la acción que pretende ejecutar con ese dispositivo. La aplicación BCI identifica la opción deseada y envía un comando al dispositivo correspondiente para que se ejecute la acción.

Una vez desarrollada la aplicación BCI, ésta fue evaluada por varios usuarios del CRE de Discapacidad y Dependencia de San Andrés del Rabanedo (León). En concreto, participaron nueve usuarios del centro con diferentes tipos de discapacidad física. Son, por tanto, usuarios potenciales de los sistemas BCI. Algunos de estos usuarios presentaban también problemas cognitivos que, en algunos casos, pudieron influir en la capacidad de control de la aplicación BCI.

Puesto que ninguno de los usuarios había trabajado antes con sistemas BCI basados en potenciales P300 fueron necesarias una o dos sesiones de toma de contacto. Posteriormente, los usuarios trabajaron directamente con la aplicación domótica. En general los resultados obtenidos han sido satisfactorios. Cinco de los nueve usuarios fueron capaces de controlar la aplicación de forma aceptable con valores de precisión superiores al 64%. Tres de ellos, incluso, obtuvieron precisiones superiores al 84%. El resto de usuarios no consiguieron controlar de forma satisfactoria la aplicación domótica. Las precisiones obtenidas, en este caso, no superaban el 50%. Es posible que, en algunos casos, fueran necesarias más sesiones para conseguir valores más altos de

precisión. En otros casos, puede haberse debido a la fatiga, falta de motivación o problemas cognitivos.

Los resultados obtenidos en el presente proyecto se han comparado con los resultados obtenidos en un proyecto previo. En ese proyecto se debía manejar una aplicación domótica con un sistema BCI basado en ritmos sensoriomotores, en vez de un sistema BCI basado en potenciales evocados P300. Tres de los usuarios participantes en este proyecto participaron también en el proyecto previo de control del sistema BCI basado en ritmos sensoriomotores. Comparando los resultados obtenidos por los 3 usuarios para ambos proyectos, se puede concluir que la capacidad de control de la aplicación por parte de los usuarios cuando se emplean potenciales evocados P300 es notablemente superior que cuando se empleaban ritmos sensoriomotores. Otra de las ventajas del empleo de un sistema BCI basado en potenciales evocados P300, es que el tiempo necesario para seleccionar los dispositivos o ejecutar una acción es menor que si empleamos los ritmos sensoriomotores. Esto es debido a que la tarea que el usuario debe realizar cuando se emplean ritmos sensoriomotores (imaginarse movimientos de las manos o de los pies) necesita de una mayor concentración por parte de los usuarios, que la tarea que se ha de realizar cuando se trabaja con potenciales evocados P300 (contar cuántas veces se ilumina una letra o imagen).

El presente estudio presenta ciertas limitaciones que han de ser mencionadas. La principal limitación es el tiempo necesario para la realización de pruebas. La realización de cada una de las sesiones conlleva, además del tiempo de interacción del usuario con la aplicación, mucho tiempo de preparación y montaje. En concreto, la parte que más tiempo requiere es la correcta colocación del gorro y los electrodos. Para obtener una buena calidad de la señal registrada, es necesario que el contacto entre el electrodo y el cuero cabelludo sea bueno, es decir, que la impedancia entre ambos sea baja. Lo deseable es que sea menor de 5 kΩ. Para ello, es necesario apartar bien el pelo de la zona donde se va a situar el electrodo y aplicar repetidamente un gel que limpia el cuero cabelludo, para posteriormente aplicar otro, que mejora la conductividad entre el cuero cabelludo y el electrodo. Este proceso se realiza para cada canal EEG hasta comprobar que los valores de impedancia son adecuados. La principal desventaja de este procedimiento es que, además de consumir mucho tiempo, puede influir en el estado anímico y la motivación de los usuarios, puesto que desde que empieza la colocación del gorro, hasta que termina y puede comenzar la sesión de pruebas, pasa mucho tiempo (en torno a una hora). En futuros estudios, para solventar esta limitación se propone el empleo de electrodos activos. Dichos electrodos llevan un amplificador incorporado que permite obtener una señal de buena calidad en muy poco tiempo, ya que simplemente es necesario colocar el electrodo y aplicar un poco de gel conductor para conseguir un buen contacto.

Otra de la principales limitaciones es el número de usuarios participantes en el proyecto. En el presente estudio han participado únicamente nueve sujetos. Sería recomendable ampliar el estudio a una muestra de población mayor, de forma que los resultados obtenidos puedan ser más generalizables. Por otro lado, sería conveniente aumentar el tiempo empleado, en particular, con aquéllos usuarios que en el transcurso de las sesiones nos lleven a pensar que pueden alcanzar potencialmente mejores resultados. De esta forma, se podrían comparar los resultados obtenidos en ambos estudios, para ver como evolucionan los resultados. Además, sería aconsejable disponer de mas dispositivos domóticos y electrónicos a controlar, así como aumentar el número de funcionalidades de éstos. Por último, sería adecuado implementar nuevos métodos de

procesado de la señal EEG para mejorar la detección de los potenciales evocados en aquellos usuarios que presentan mayor dificultad para controlar la aplicación.

Los resultados obtenidos en este proyecto pueden calificarse de prometedores, teniendo en cuenta que se trata de un primer acercamiento de los sistemas BCI basados en potenciales evocados P300 a estos potenciales usuarios. Por otro lado, se espera que con mayor tiempo, estudios de investigación y trabajo, la mayoría de los usuarios puedan llegar a controlar la aplicación de forma precisa.