El Fin del Conocimiento - Vault 3 - G.TEC BCI & Neurotecnología Escuela de Primavera 2024 - Día 3

graph LR classDef campus fill:#f9d4d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef research fill:#d4f9d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef bci fill:#d4d4f9, font-weight:bold, font-size:14px classDef erp fill:#f9f9d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef other fill:#f9d4f9, font-weight:bold, font-size:14px A["Shin'ichiro Kanoh"] --> B["Instituto Shibaura: campus de Tokio,
Toyosu cerca del mercado de pescado. 1"] A --> C["BCI Auditivo: actividad cerebral,
sonidos, comunicación bidireccional. 2"] C --> D["Demos simples de BCI posibles,
se necesita mucha investigación. 3"] C --> E["Variaciones de tareas enriquecen BCI,
auditivo poco estudiado vs visual. 4"] E --> F["Problema de BCI visual: enfoque en pantalla,
interrumpe otras actividades. 5"] E --> G["BCI Auditivo: aprovechar ubicación del sonido,
ojos cerrados. 6"] C --> H["ERPs: respuestas cerebrales a estímulos,
negatividad de desajuste, P300. 7"] H --> I["P300 modulado por atención,
aparece para desviaciones atendidas. 8"] C --> J["Primeros BCIs auditivos: decisiones binarias,
atención izquierda/derecha. 9"] C --> K["Extender dimensionalidad de BCI auditivo:
ubicación, movimiento, frecuencia, timbre, melodía. 10"] K --> L["Identificar ubicaciones de sonido, características
con ojos cerrados. 11"] C --> M["Ilusión de segregación de flujos auditivos:
tonos alternos, flujos separados. 12"] M --> N["BCIs auditivos: enfoque en desviación
en un flujo, P300. 13"] C --> O["BCI auditivo de 4 clases: enfoque en
uno de cuatro flujos. 14"] O --> P["Análisis offline: detectar con precisión
flujo atendido. 15"] O --> Q["BCI de 4 clases: primer paso hacia
espacio sonoro 4D, 5D, 6D. 16"] C --> R["BCI: 5 altavoces reales,
5 fuentes de sonido virtuales. 17"] R --> S["Ubicaciones de sonido reales, virtuales
elicitando P300 en estudio ERP. 18"] A --> T["Otra investigación BCI: multimodal
visual/táctil, actividad de banda gamma. 19"] T --> U["Análisis espaciotemporal: mapear EEG
a corrientes corticales, decodificación de un solo dedo. 20"] T --> V["Detectar somnolencia del conductor: EEG, ECG,
simulador de conducción. 21"] V --> W["Objetivos repentinos mientras se conduce:
respuestas cerebrales detectables, potencial de frenado automático. 22"] V --> X["Velocidad de apertura de peaje afecta
estrés del conductor, detectable en el cerebro. 23"] C --> Y["Expansión de BCI auditivo a estímulos más ricos,
explorando combinación con realidad virtual. 24"] H --> Z["P300: estímulos visuales y auditivos,
mayor en electrodos parietales de la línea media. 25"] H --> AA["Selección de canales para ERPs:
aprendizaje automático, específico del sujeto, conocimiento anatómico. 26"] H --> AB["ERPs MMN, P300, N400:
generadores neuronales diferentes, detección sensorial, atención, cognición. 27"] H --> AC["P300 para deletreadores BCI:
depende de la atención, grande para objetivos atendidos. 28"] A --> AD["Vídeo humorístico: orador demuestra
qué hacer cuando fallan los BCIs. 29"] A --> AE["El orador espera asistir
a la conferencia BCI en Graz. 30"] class B campus class C,D,E,F,G,J,K,L,M,N,O,P,Q,R,S,Y bci class H,I,Z,AA,AB,AC erp class T,U,V,W,X other

Resumen:

1.-El Instituto Tecnológico de Shibaura tiene dos campus en Tokio, Japón. El campus de Toyosu está cerca de un popular mercado de pescado.

2.-La charla se centra en la investigación de BCI auditivo, extrayendo información de la actividad cerebral en respuesta a sonidos para permitir la comunicación bidireccional.

3.-Las demostraciones simples de BCI son ahora posibles, gracias a mejoras en tecnología como los amplificadores de gTec. Sin embargo, aún se necesita mucha investigación.

4.-La charla discute variaciones de tareas para enriquecer la funcionalidad de BCI, especialmente en el área poco estudiada de BCI auditivo en comparación con BCI visual.

5.-Un problema con los deletreadores de BCI visual es que el usuario debe enfocarse en la pantalla, interrumpiendo otras actividades visuales como ver presentaciones.

6.-El BCI auditivo tiene como objetivo permitir el uso de un BCI mientras se realizan otras actividades aprovechando la capacidad de localizar sonidos con los ojos cerrados.

7.-Los potenciales relacionados con eventos (ERPs) son respuestas cerebrales a estímulos. Los tonos desviados infrecuentes entre tonos estándar frecuentes provocan negatividad de desajuste y P300 ERPs.

8.-El componente ERP P300 es modulado por la atención: aparece en respuesta a estímulos desviados atendidos pero no en desviados no atendidos.

9.-Los primeros BCIs auditivos permitieron decisiones binarias basadas en la atención a sonidos desde la izquierda o derecha. Más tarde, se usaron hasta 6 ubicaciones de sonido.

10.-El orador tiene como objetivo extender la dimensionalidad del BCI auditivo aprovechando las habilidades para detectar características del sonido como ubicación, movimiento, frecuencia, timbre y melodía.

11.-Incluso con los ojos cerrados, los humanos pueden identificar ubicaciones de sonido y características como instrumentos individuales tocando en una orquesta basándose solo en información auditiva.

12.-La segregación de flujos auditivos es una ilusión auditiva donde tonos altos y bajos alternos se perciben como dos "flujos" o melodías separados.

13.-Los BCIs auditivos pueden aprovechar la segregación de flujos haciendo que los sujetos se concentren en tonos objetivos desviados en uno de dos flujos, evocando un P300.

14.-En un reciente BCI auditivo de 4 clases, los participantes se concentraron en uno de 4 flujos de tonos. Las desviaciones en el flujo atendido evocaron un P300.

15.-El análisis offline de los datos del BCI auditivo de 4 clases mostró que podía detectar con precisión a qué flujo estaba prestando atención el participante.

16.-El BCI de 4 clases es un primer paso hacia la extensión del BCI auditivo para usar "espacio sonoro 4D, 5D o 6D" como lo usan los animales para cazar.

17.-Otro BCI auditivo usa una matriz de 5 altavoces reales más 5 fuentes de sonido virtuales generadas entre pares de altavoces, para un total de 10 opciones.

18.-Tanto las ubicaciones de sonido reales como virtuales provocaron respuestas P300 en un estudio ERP, mostrando que las fuentes de sonido virtuales pueden usarse en BCIs auditivos.

19.-La charla cubre brevemente otras investigaciones de BCI en el laboratorio del presentador, incluyendo un BCI multimodal visual/táctil que apunta a la actividad de la banda gamma.

20.-El análisis espaciotemporal se usa para mapear el EEG del cuero cabelludo a corrientes corticales para mejorar la resolución espacial. Esto puede permitir la decodificación del movimiento de un solo dedo.

21.-Otro proyecto tiene como objetivo detectar la somnolencia del conductor usando EEG y ECG, probado en un simulador de conducción diseñado para inducir somnolencia.

22.-La aparición repentina de objetivos mientras se conduce provoca respuestas cerebrales detectables que podrían usarse potencialmente para frenar automáticamente en situaciones peligrosas.

23.-Las diferencias en la velocidad de apertura de las puertas de peaje afectan los niveles de estrés del conductor, que se pueden detectar en la actividad cerebral.

24.-El presentador concluye que expandir el BCI auditivo a estímulos más ricos es clave para mejorar el rendimiento. Están explorando combinarlo con realidad virtual.

25.-Los ERPs P300 ocurren tanto para estímulos visuales como auditivos. Los P300 auditivos son más grandes en los electrodos parietales de la línea media.

26.-La selección de canales para diferentes componentes ERP puede aprovechar el aprendizaje automático pero es específico del sujeto. El conocimiento anatómico puede guiar la colocación de electrodos.

27.-Los ERPs de negatividad de desajuste, P300 y N400 tienen diferentes generadores neuronales. MMN refleja la detección de cambios sensoriales, P300 refleja atención y cognición de orden superior.

28.-P300 se usa para deletreadores BCI porque depende fuertemente de la atención: es grande para objetivos atendidos y pequeño o ausente para estímulos no atendidos.

29.-La charla terminó con un vídeo humorístico antiguo del orador demostrando qué hacer cuando fallan los BCIs - "harakiri" (escenificado).

30.-El orador espera asistir a la conferencia BCI en Graz en septiembre y espera tener más discusiones con los anfitriones y asistentes.

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