PiEEG es un dispositivo para un lector asequible pero preciso de bioseñales cerebrales

Ildar Rakhmatulin, un investigador del Imperial College en el Reino Unido, ha desarrollado un dispositivo que convierte una Raspberry Pi en una interfaz cerebro-computadora

Este dispositivo llamado PiEEG, es un módulo adicional que se conecta a la Raspberry Pi. Al igual que otros dispositivos de electroencefalografía (EEG), electromiografía (EMG) y electrocardiografía (ECG), PiEEG sería capaz de medir las señales eléctricas del cerebro y más allá de interpretar las recibidas.

Según Rakhmatulin, este proyecto se inició porque notó que el interés por la neurociencia aumentaba con los años. Al principio, Rakhmatulin inventó una pequeña interfaz cerebro-computadora portátil. De acuerdo con la descripción hecha por el investigador, este equipo compacto de EEG que tenía una forma circular y un radio de solo 25 mm permitía un uso diario cómodo de día y de noche.

Los datos recopilados por el dispositivo debían enviarse a un servidor personal mediante el protocolo TCP-IP, lo que permitía el funcionamiento inalámbrico y un rango de movimiento decente para el usuario. Este primer modelo también tenía una capacidad de supresión de ruido incorporada para mejorar la precisión de las grabaciones con un ruido de entrada máximo de menos de 0,35 μV.

Después del diseño, el costo total de este primer modelo fue de alrededor de $350 por 24 electrodos. Pero la escasez de chips que se produjo entre 2020 y 2021 aumentó considerablemente el costo del dispositivo. Para no abandonar su proyecto, el investigador decidió lanzar una segunda versión de su interfaz cerebro-computadora, pero esta vez basada en una Raspberry Pi lo que permitió un funcionamiento inalámbrico y un rango de movimiento decente para el usuario.

La elección de Raspberry Pi se hizo porque, según Rakhmatulin, es la computadora de placa única más popular del mercado y la forma más fácil de comenzar a dar los primeros pasos en neurociencia. Para esta segunda iteración, el investigador explica que el escudo se puede obtener usando Raspberry Pi 3 o 4, que cuesta menos de $100. Por lo tanto, es económico y fácil de mantener.

Combinado con el complemento, PiEEG costará entre $ 250 y $ 350 con las siguientes características:

• Compatible con Raspberry Pi 3 o 4
• 8 canales para conectar electrodos húmedos o secos
• Transferencia de datos a través del protocolo SPI con una frecuencia de 250 SPS a 16 kSPS y una resolución de 24 bits por canal
• Ganancia de señal programable: 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24
• Capacidad para medir la impedancia
• Relación de rechazo de modo común de CMRR: 120
• Ruido interno: 0,4 μV
• Ruido externo: 0,8 μV
• Relación señal/ruido (SNR): 130 dB
• LED para indicación de alimentación e indicación de conexión ADS1299
• 3 pines libres para conectar objetos externos (tierra y canal Raspberry Pi)
• Los 33 pines de Raspberry Pi GPIO se pueden usar para varias tareas, como conectar dispositivos externos
• Fácil programación con el software de código abierto suministrado para leer y procesar datos en Python, C y C++

Para aquellos que deseen obtenerlo, recientemente se ha lanzado una campaña de crowdfunding. La versión de 4 canales del PiEEG cuesta $250 y la versión de 8 canales cuesta $350.

Rakhmatulin y sus colaboradores también publicaron un artículo que demuestra su funcionalidad: pudieron controlar un ratón de juguete parpadeando.

«Pero el potencial es mucho mayor y el dispositivo se puede usar en muchas industrias diferentes, según los deseos y las capacidades del usuario», escribió.

De hecho, informa Rakhmatulin, las señales PiEEG se pueden usar, por ejemplo, para el control inteligente del hogar, juegos, robótica, entrada de teclado virtual o incluso experimentos de polígrafo de bricolaje. El dispositivo «también puede ser utilizado por entusiastas del aprendizaje automático para crear proyectos para controlar robots y miembros mecánicos con poder de pensamiento, control del sueño, control de la meditación o como detector de movimiento, mentiras y muchos más», señala Rakhmatulin.

La buena noticia con este tipo de proyectos de bajo costo es que podrían aprender más sobre el cerebro en los próximos 10 años de lo que hemos aprendido en los últimos 50. Sin embargo, el problema ahora sería encontrar personas que acepten que cualquiera puede conectarse a su cerebro. Pero además, no se pueden excluir las dificultades materiales. De hecho, se informa que los electrodos se desgastan rápidamente con el tiempo, lo que podría aumentar el costo de usar el dispositivo. Además, es necesario encontrar una manera de mantener estos electrodos en su lugar durante un largo período, lo que no es fácil durante los experimentos.

Pero ya con la capacidad de leer señales cerebrales de forma económica y realizar tareas a partir de esas señales, está resurgiendo el polémico debate sobre mantener la memoria humana en un dispositivo de almacenamiento.

Fuente: https://arxiv.org