Interfaces neuronales y sistemas máquina-cerebro: fundamentos y aplicaciones. Revisión

Debido a la alta incidencia de personas en situación de discapacidad motora y sensorial, la investigación en el desarrollo de interfaces neuronales y sistemas de comunicación máquina-cerebro ha tenido gran auge a través de los últimos diez años. La construcción de estas interfaces requiere un trabaj...

Full description

Autores:
García-Quiroz, F. (Felipe)
Villa-Moreno, A. (Adriana)
Castaño-Jaramillo, P. (Paula)
Tipo de recurso:
Article of journal
Fecha de publicación:
2006
Institución:
Universidad EIA .
Repositorio:
Repositorio EIA .
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.eia.edu.co:11190/420
Acceso en línea:
https://repository.eia.edu.co/handle/11190/420
Palabra clave:
RBI00007
TECNOLOGÍAS PARA LA SALUD
TECHNOLOGY IN HEALTH
INTERFAZ USUARIO - COMPUTADOR
USER - COMPUTER INTERFACE
PERSONAS CON DISCAPACIDAD - DISPOSITIVOS DE AUTOAYUDA
DISABLED PERSONS - SELF - HELP DEVICES
MICROELECTRODOS
NEUROINGENIERÍA
TELEMETRÍA
CORTEZA CEREBRAL
REDES NEURONALES
MICROFABRICACIÓN
BIOCOMPATIBILIDAD
ESTIMULACIÓN ELÉCTRICA
DISCAPACIDAD
MICROELECTRODE
NEURAL ENGINEERING
TELEMETRY
CEREBRAL CORTEX
NEURAL NETWORKS
MICROFABRICATION
BIOCOMPATIBILITY
ELECTRICAL STIMULATION
DISABILITY
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description Debido a la alta incidencia de personas en situación de discapacidad motora y sensorial, la investigación en el desarrollo de interfaces neuronales y sistemas de comunicación máquina-cerebro ha tenido gran auge a través de los últimos diez años. La construcción de estas interfaces requiere un trabajo coordinado de disciplinas como: fisiología, ciencia de los materiales, instrumentación y procesamiento de señales, inteligencia computacional, mecánica, electrónica, robótica e informática, entre otras. Todas ellas para lograr una correcta interconexión entre el funcionamiento del sistema nervioso, la construcción de electrodos biocompatibles, la obtención de señales aptas para el procesamiento, la clasificación e identificación de patrones codificados y el diseño de los elementos efectores que den sentido a la interfaz. En esta revisión se hace un recorrido por las tres etapas fundamentales de las interfaces neuronales: la detección de las señales, el procesamiento de estas y la amplia gama de posibilidades para los mecanismos efectores.
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Navarro X., Krueger T. B., Lago N., Misera S., Stieglitz T., Dario P. A critical review of interfaces with the peripheral nervous. Journal of the Peripheral Nervous System, 10, 229–258, 2005.
Shoham S. Advances towards an implantable motor cortical interface. August 2005. Disponible en: http://www.bm.technion.ac.il/niel/index_files/pubs/Shoham_dissertation01.pdf.
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La construcción de estas interfaces requiere un trabajo coordinado de disciplinas como: fisiología, ciencia de los materiales, instrumentación y procesamiento de señales, inteligencia computacional, mecánica, electrónica, robótica e informática, entre otras. Todas ellas para lograr una correcta interconexión entre el funcionamiento del sistema nervioso, la construcción de electrodos biocompatibles, la obtención de señales aptas para el procesamiento, la clasificación e identificación de patrones codificados y el diseño de los elementos efectores que den sentido a la interfaz. En esta revisión se hace un recorrido por las tres etapas fundamentales de las interfaces neuronales: la detección de las señales, el procesamiento de estas y la amplia gama de posibilidades para los mecanismos efectores.Abstract—During the past ten years the Neural Interfaces and brain-computer communication systems area has become an important field for research, in part due to the increasing statistics of motor and sensorial disabilities. The development of these systems and interfaces requires the coordinated work of different areas such as physiology, materials science, instrumentation and signal processing, computational intelligence, mechanics, electronics, robotics, and informatics, among others. They allowed the right integration between the nervous system physiology, the construction of biocompatible electrodes, the acquiring of proper signals for processing, the classification and identification of coded patterns and the design of the actuators elements to finally achieve the goal of the interface. In this review the three basic stages of neural interfaces are shown. This includes: signal acquiring, signal processing and the wide variety of applications with the effectors systems.9 p.application/pdfspaRevista Ingeniería BiomédicaSchwartz A. B. Cortical Neural Prosthetics. Anual Review of Neuroscience, 27, 487-507, Marzo 2004.Navarro X., Krueger T. B., Lago N., Misera S., Stieglitz T., Dario P. A critical review of interfaces with the peripheral nervous. Journal of the Peripheral Nervous System, 10, 229–258, 2005.Shoham S. Advances towards an implantable motor cortical interface. August 2005. Disponible en: http://www.bm.technion.ac.il/niel/index_files/pubs/Shoham_dissertation01.pdf.Derechos Reservados - Universidad EIA, 2020https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/El autor de la obra, actuando en nombre propio, hace entrega del ejemplar respectivo y de sus anexos en formato digital o electrónico y autoriza a la ESCUELA DE INGENIERIA DE ANTIOQUIA, para que en los términos establecidos en la Ley 23 de 1982, Ley 44 de 1993, Decisión andina 351 de 1993, Decreto 460 de 1995, y demás normas generales sobre la materia, utilice y use por cualquier medio conocido o por conocer, los derechos patrimoniales de reproducción, comunicación pública, transformación y distribución de la obra objeto del presente documento. PARÁGRAFO: La presente autorización se hace extensiva no sólo a las dependencias y derechos de uso sobre la obra en formato o soporte material, sino también para formato virtual, electrónico, digital, y en red, internet, extranet, intranet, etc., y en general en cualquier formato conocido o por conocer. EL AUTOR, manifiesta que la obra objeto de la presente autorización es original y la realiza sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto la obra es de exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre la misma. PARÁGRAFO: En caso de presentarse cualquier reclamación o acción por parte de un tercero en cuanto a los derechos de autor sobre la obra en cuestión, EL AUTOR, asumirá toda la responsabilidad, y saldrá en defensa de los derechos aquí autorizados; para todos los efectos la ESCUELA DE INGENIERÍA DE ANTIOQUIA actúa como un tercero de buena fe.info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercialhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2RBI00007TECNOLOGÍAS PARA LA SALUDTECHNOLOGY IN HEALTHINTERFAZ USUARIO - COMPUTADORUSER - COMPUTER INTERFACEPERSONAS CON DISCAPACIDAD - DISPOSITIVOS DE AUTOAYUDADISABLED PERSONS - SELF - HELP DEVICESMICROELECTRODOSNEUROINGENIERÍATELEMETRÍACORTEZA CEREBRALREDES NEURONALESMICROFABRICACIÓNBIOCOMPATIBILIDADESTIMULACIÓN ELÉCTRICADISCAPACIDADMICROELECTRODENEURAL ENGINEERINGTELEMETRYCEREBRAL CORTEXNEURAL NETWORKSMICROFABRICATIONBIOCOMPATIBILITYELECTRICAL STIMULATIONDISABILITYInterfaces neuronales y sistemas máquina-cerebro: fundamentos y aplicaciones. RevisiónArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionTexthttps://purl.org/redcol/resource_type/ARThttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Biomédica, Mecatrónica y MecánicaEscuela de Ingeniería de Antioquia EIAUniversidad CESPublicationTHUMBNAILRBI00007.pdf.jpgRBI00007.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg13985https://repository.eia.edu.co/bitstreams/a04c98bc-6c1c-4fc2-9432-3390dd589f3f/downloadef91260956f9139af0750413d4095707MD57ORIGINALRBI00007.pdfRBI00007.pdfapplication/pdf902534https://repository.eia.edu.co/bitstreams/b74cab93-8b1d-4e39-84f1-ed9a86be32ff/downloadcccae0c6eb349c5b9a327fe7355b75edMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81494https://repository.eia.edu.co/bitstreams/80370709-4e25-4395-b609-0a2a4ce26407/download66874b0b9366b748c60895d2fb6339f8MD52CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; charset=utf-849https://repository.eia.edu.co/bitstreams/f05bf5d4-9c87-47e2-a379-4379c42ecd97/download4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2fMD53license_textlicense_texttext/html; charset=utf-821257https://repository.eia.edu.co/bitstreams/785fa896-6f2f-43ad-ba23-629611d21039/downloadfcd2ac37c8073b0137f85401b3ec346eMD54license_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-823253https://repository.eia.edu.co/bitstreams/780ed960-8996-4d13-9311-5b5cf8eb51cd/downloadcd76e7886171c964e259dcf5e912e299MD55TEXTRBI00007.pdf.txtRBI00007.pdf.txtExtracted texttext/plain45948https://repository.eia.edu.co/bitstreams/9225be89-1ff0-48d2-9fe0-a7c0aa3e83db/download28549a86e29a628c35a9786f487576b1MD5611190/420oai:repository.eia.edu.co:11190/4202023-07-25 17:07:14.045https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/Derechos Reservados - Universidad EIA, 2020open.accesshttps://repository.eia.edu.coRepositorio Institucional Universidad EIAbdigital@metabiblioteca.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