Donde confluyen la Neurorehabilitación y la Neurotecnología. Javier minguez

Donde confluyen la Neurorehabilitacióny la Neurotecnología

Javier Mínguez

Dpto de Informática e Ingeniería de Sistemas Universidad de Zaragoza

Real Academia Nacional de Medicina. 2/12/2011

Compensación Funcional o Recuperación Motora

Interfaces Neurales

Interfaces Neurales

Interés científico-técnico

“Brain-machine” OR “Brain-computer” OR “neural interface”1990 2000 2010

50350

3400

Tenología Sensorial

From Waldert et al 2009

Tecnología Aplicación

Compensación Funcional

Motor

Mental

Cognitiva y Emocional

Neurorehabilitación

Silla de ruedas controlada por el pensamiento

Algoritmos declasificación

Estrategias decontrol compartido

Paradigma P300

Iturrate et al, IEEE TRO 2009

Algunos otros ejemplos de sistemas nBMI del laboratorio

Robot de Telepresencia controlado por nBMI• BCI basado en P300 con calibración < 30 minutos• Vision and navigation

Brazo robótico actuado por BMI• BCI basado en P300• Calibración < 30 minutos• Operaciones de alcance

Escolano et al, IEEE SMC 2011

¿Control es la única forma? Actualmente todo es control (muy limitado) y no natural Cambio de paradigma: Enseñar al robot la tarea

Antelis et al, Journal of Neuroscience 2011 (in sub.)Iturrate et al, Journal of Neural Engineering 2011 (in sub.)

Tecnología Aplicación

Compensación Funcional

Motor

Mental

Cognitiva y Emocional

Neurorehabilitación

Lesión medular + ACV

Intención de MovimientoEjecución del Mov.Imaginación del Mov. Termina Tarea

Time

Preparatory motor potentialsCNV and ERD/S

Motor potentials ERD/SMovement related potentials

ERS/D in beta

Empieza el Movimiento Retorno

Movimiento Alcance

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6C2

Time (s)

Freq

uenc

y (H

z)

-2 0 2

20

40

60

Lesión medularExperimental Brain Research 2007

Lesionadosmedulares

ControlesControles

- Acciones: 1) Estudio del ritmo de decaimiento de los patrones2) Intervención para volver a crear los patrones

¿?Estudio 1 Estudio 2

C1

Time (s)

Freq

uenc

y (H

z)

-2 0 2

20

40

60Cz

Time (s)

Freq

uenc

y (H

z)

-2 0 2

20

40

60C2

Time (s)

Freq

uenc

y (H

z)

-2 0 2

20

40

60

CP1

Time (s)

Freq

uenc

y (H

z)

-2 0 2

20

40

60CPz

Time (s)

Freq

uenc

y (H

z)

-2 0 2

20

40

60CP2

Time (s)

Freq

uenc

y (H

z)

-2 0 2

20

40

60

Acc. Cerebro Vascular

BrazoIzquierdo

BrazoDerecho

Córtex MotorIzquierdo

Córtex MotorDerecho

Córtex MotorMidline

Lesión

CP1

Time (s)

Freq

uenc

y (H

z)

-2 0 2

20

40

60CPz

Time (s)

Freq

uenc

y (H

z)

-2 0 2

20

40

60CP2

Time (s)

Freq

uenc

y (H

z)

-2 0 2

20

40

60

Acc. Cerebro Vascular

BrazoDerecho

Córtex MotorIzquierdo

Córtex MotorDerecho

Córtex MotorMidline

Reposo / Movimiento

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 20

20

40

60

80

100

Time (s)

DA

(%)N=7

Lesión

Tecnología Aplicación

Compensación Funcional

Motor

Mental

Cognitiva y Emocional

Neurorehabilitación

Financiación

Todos mis estudiantes y colaboradores and collaborators

Agradecimientos