Un dispositivo permite tuitear a personas con discapacidad grave desde su cerebro

La Universidad de Valladolid desarrolla una interfaz que permite mejorar la calidad de vida de personas dependientes a través de la traducción de su actividad cerebral

Las personas con graves discapacidades tienen actualmente pocas posibilidades para utilizar las redes sociales. Para acercar estos sistemas de comunicación a este colectivo, un equipo de investigación de la Universidad de Valladolid (UVa) ha desarrollado una solución tecnológica. El proyecto, desarrollado por ingenieros de telecomunicación de la UVa y evaluado en el Centro de Referencia Estatal para la Discapacidad y Dependencia de León, consiste en un dispositivo que registra la actividad cerebral y manda la señal a un ordenador que la procesa y envía comandos de aplicación a través de Bluetooth al móvil.

A través de un gorro de goma con electrodos, se monitoriza de forma macroscópica la actividad de las neuronas en el cerebro, se identifican las intenciones del usuario y se transmiten al móvil. Con esta tecnología, se pretende mejorar la calidad de vida de las personas con dificultades motoras aportándoles autonomía a la hora de relacionarse a través de las redes sociales Twitter y Telegram.

A pesar de existir dispositivos similares, como los de control por voz, esta es la primera vez que se desarrolla un control móvil que transmite la señal directa del cerebro a la máquina. Esto permite que pueda ser empleado por pacientes con parálisis severas derivadas de enfermedades como la ELA, la esclerosis múltiple o la parálisis cerebral. El trabajo ha sido desarrollado por el Grupo de Ingeniería Biomédica de la UVa y publicado recientemente en la revista científica Expert Systems with Applications.

Persona con discapacidad física interacciona con el ordenador para mandar un mensaje. Foto: Víctor Martínez Cagigal

Transferencia del conocimiento

El investigador Víctor Martínez Cagigal indica que “a largo plazo se podría transferir este conocimiento al mercado. Sería imprescindible abaratar los costes del propio dispositivo”. El equipo de investigación de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación a la que pertenece Martínez, se centra en el desarrollo del software.

De forma general, esta tecnología empleada ha sido desarrollada en los últimos veinte años. Actualmente, está siendo desarrollada por el sector automovilístico, que está interesado en los avances que podría acarrear a la conducción con, por ejemplo, una cinta que midiese el grado de somnolencia del conductor.

El gorro con electrodos monitoriza la actividad cerebral

Grupo de Investigación Biomédica

El equipo de ingenieros que están desarrollando este dispositivo, está compuesto por ingenieros de telecomunicaciones, informáticos y médicos entre los que encontramos neumólogos, psiquiatras y oftalmólogos que tienen gran experiencia en el campo biotecnológico debido a sus otras investigaciones en la apnea del sueño, el estudio y monitorización de enfermedades neurodegenerativas como la de Alzheimer y las migrañas y el estudio oftalmológico de la retinopatía diabética.

Bibliografía

Víctor Martínez-Cagigal, Eduardo Santamaría-Vázquez, Javier Gomez-Pilar, Roberto Hornero. “Towards an accessible use of smartphone-based social networks through brain-computer interfaces”. Expert Systems with Applications Volume 120, 15 April 2019, Pages 155-166. http://doi.org/10.1016/j.eswa.2018.11.026

Un modelo estadístico mejora la predicción del riesgo de recaída en cáncer de mama

La Universidad de Valladolid participa en un estudio internacional publicado en Nature que anticipa trayectorias de la enfermedad y alumbra tratamientos más dirigidos

Un equipo de investigación internacional, con participación de la Universidad de Valladolid, ha descrito un nuevo método estadístico para predecir el riesgo de recaída en pacientes de cáncer de mama. Este modelo incorpora las diferentes etapas de la enfermedad, distintas escalas temporales y agrega información clínica y molecular del tumor para predecir trayectorias de la enfermedad y alumbrar de este modo tratamientos más precisos y dirigidos a la situación de cada paciente. El trabajo ha sido publicado en la revista científica Nature el 13 de marzo de 2019.

El cáncer de mama es la causa más común de cáncer en mujeres, con unos 1,4 millones de casos nuevos diagnosticados cada año en todo el mundo. Como resultado de diversos procesos moleculares, en realidad el cáncer de mama es una colección de al menos once tipos diferentes con distinto pronóstico. Por este motivo, es importante modelar a partir de los casos precedentes el comportamiento de este tipo de tumores desde su diagnosis a etapas como la metástasis o la remisión.

Un equipo de investigación, coordinado por el vallisoletano Óscar Rueda desde el Cancer Research UK Cambridge Institute (Reino Unido), ha desarrollado un modelo para predecir el riesgo de recaída a partir de datos clínicos y moleculares de 3240 pacientes de cáncer de mama. Para ello se ha empleado una técnica estadística denominada análisis de supervivencia, que modela procesos de un suceso desde su origen al final pasando por diferentes estados. En el caso de un tumor evalúa etapas como la superación de la enfermedad, la reproducción en otros órganos hasta el fallecimiento del individuo. Para el desarrollo de esta técnica Rueda, licenciado y doctor por la Universidad de Valladolid (UVa), ha contado con la colaboración de su alma mater.

“Ha sido un desarrollo metodológico muy importante y novedoso. Desde la Universidad de Valladolid hemos podido contribuir en la metodología estadística desarrollada específicamente para este trabajo para el análisis más eficiente de la información”, valora Cristina Rueda, catedrática de Estadística e Investigación Operativa de la UVa. Además, en el trabajo de investigación han colaborado instituciones del Reino Unido, Estados Unidos y Canadá, como la Facultad de Medicina de Stanford (California) o el King’s College de Londres.

Óscar Rueda, investigador del Cancer Research UK Cambridge Institute (Reino Unido)

Hoja de ruta

Este modelo es una compleja ecuación matemática que marca, como si fuera un plano, el posible recorrido de un tumor a partir de datos iniciales. En el caso del cáncer de mama, existen tumores que se repiten hasta dos décadas después, por lo que hay una urgente necesidad de anticipar la hoja de ruta del comportamiento de las células cancerosas para mejorar los tratamientos. El nuevo modelo estadístico no solo puede adelantar el recorrido del tumor, sino que estas predicciones pueden ser actualizadas a lo largo del tiempo.

De forma añadida, el equipo científico pone a disposición el mayor conjunto de datos hasta la fecha de cáncer de mama con información molecular, seguimiento a largo plazo y anotación detallada de metástasis y recurrencias, que puede ser útil para el desarrollo de nuevas estrategias oncológicas basadas en en las características moleculares del tumor.

El modelo se ha validado a partir de datos de 3240 pacientes, incluidos 1980 con información molecular. También se ha constatado con otros dos conjuntos de datos externos. Asimismo, el modelo puede adaptarse para analizar datos de problemas diferentes, “lo que lo convierte en un instrumento útil para otros tipos de cáncer o enfermedades; aplicando ciertas modificaciones”, explica Cristina Rueda.

Cristina Rueda, investigadora de la UVa

Dos tipos de pacientes

El proceso de adquisición de datos, el desarrollo del modelo estadístico y la validación con conjuntos de datos independientes ha llevado a lo largo de tres años de investigación.

Además, el trabajo ha permitido identificar un subgrupo de pacientes con alto riesgo de recaída en los primeros cinco años, pero que permanecen curados si no recaen en este periodo. Esto contrasta con otro subgrupo, que mantiene el riesgo de recaída en un periodo más prolongado, hasta veinte años después.

Estadística desde la UVa

La ayuda matemática a la solución de problemas de salud es una constante en la actualidad. La investigadora Cristina Rueda define la aportación de la Estadística en el campo biomédico: “Creamos modelos, pero partimos de problemas reales, por lo que los límites de la investigación básica y aplicada en esta disciplina cada vez están más difusos”. El grupo de investigación que dirige, denominado Inferencia con Restricciones, desarrolla otros trabajos como la modelización de procesos asociados al ciclo circadiano (vinculado al sueño), tales como expresiones génicas, y también de otra índole como la brecha de género o sobre la luz de las estrellas.

Precisamente, Óscar Rueda ofrece el 28 de marzo de 2019 una conferencia titulada ‘Métodos estadísticos para medicina personalizada en cáncer de mama’, organizada por el Ateneo del Instituto de Matemáticas de la Universidad de Valladolid, en la sala de Grados I de la Facultad de Ciencias.

Bibliografía

Rueda Palacio, O., Sammut, S., Seoane, J. A., Chin, S., Caswell-Jin, J. L., Callari, M., Batra, R., et al. ‘Dynamics of breast cancer relapse reveal late recurring ER-positive genomic subgroups’. Nature https://doi.org/10.17863/CAM.37037