Nuevas tecnologías multisensoriales impulsadas por la neurociencia para ayudar a las personas con problemas de visión
Los participantes del estudio usaron tecnología háptica para aprender un nuevo espacio antes de intentar navegarlo en persona. Crédito: Ruxandra Tivadar, Universidad de Berna
La discapacidad visual es un problema generalizado al que se enfrentan casi 2200 millones de personas en todo el mundo, según la Organización Mundial de la Salud. Pero la ayuda está en camino: los neurocientíficos están trabajando a la vanguardia de la tecnología y la ciencia del cerebro para desarrollar nuevas formas para que las personas con problemas de visión naveguen por el mundo que les rodea. En la reunión anual de la Sociedad de Neurociencia Cognitiva (CNS, por sus siglas en inglés), los investigadores presentan nuevas técnicas para integrar tecnologías hápticas digitales y de sonido para transformar la rehabilitación de la visión tanto para niños como para adultos.
«La rehabilitación de la visión requiere vincular la investigación fundamental, el modelado y los métodos de neuroimagen», dice Benedetta Franceschiello de la Universidad de Lausana, quien preside el simposio sobre rehabilitación de la visión en CNS 2021 virtual. La nueva ola de dispositivos para ayudar a las personas con problemas de visión combina estas áreas para ofrecer soluciones tecnológicas más personalizadas y democratizadas. «Tenemos técnicas de análisis de vanguardia, el poder computacional de las supercomputadoras, la capacidad de registrar datos a un nivel de detalle que antes no era posible y la capacidad de crear dispositivos de rehabilitación cada vez más sofisticados y portátiles», dice.
Al mismo tiempo, los neurocientíficos tienen un gran conocimiento sobre la plasticidad del cerebro y cómo el cerebro integra la información de múltiples sentidos. «Este campo se está desarrollando a un ritmo acelerado, lo cual es vital», dice Ruxandra Tivadar de la Universidad de Berna, «ya que tener una función sensorial reducida o inexistente es un impedimento extremadamente grave que afecta la función diaria y, por lo tanto, la calidad de vida».
Tivadar presenta una nueva investigación que muestra cómo la retroalimentación de la háptica digital que utiliza el sentido del tacto junto con el movimiento permite a las personas con discapacidad visual aprender fácilmente sobre nuevos objetos y espacios. Es solo una forma en que los investigadores están aprovechando todos los sentidos humanos para desarrollar una nueva tecnología para la rehabilitación de la visión.
Poniendo un dedo en el problema
Enseñando a una persona con discapacidad visual cómo navegar en un nuevo espacio es un proceso tedioso, dice Tivadar. «Necesitamos terapeutas ocupacionales, necesitamos hacer mapas táctiles con diferentes texturas y, especialmente, para diferentes lugares, y luego tenemos que entrenar al individuo en la exploración táctil antes de entrenarlo en la calle», explica. «Imagine futuros teléfonos móviles con retroalimentación háptica digital que permita a las personas con discapacidad visual aprender sobre nuevos espacios al instante».
Ese es el futuro por el que Tivadar está trabajando, y con los nuevos resultados presentados en CNS, ella y sus colegas están demostrando que es posible, y, pronto. En una nueva investigación no publicada, el equipo de Tivadar usó háptica digital para representar el diseño de un apartamento en 2D. Los participantes videntes que tenían los ojos vendados aprendieron el diseño explorando una representación háptica digital del diseño. Luego tuvieron que navegar y completar tareas en el espacio físico real que antes desconocían.
«Nuestros datos muestran que las personas aprenden bien estos diseños después de solo 45 minutos de capacitación», dice Tivadar. «Además, también vemos que los participantes no tienen absolutamente ningún problema en aprender trayectorias fáciles en este diseño; todos nuestros participantes tienen éxito en esta tarea, ya sea que hayan recibido capacitación previa o no».
Los datos también sugieren que esos los participantes que se entrenaron para una navegación más dura tuvieron más éxito que los participantes que solo se entrenaron en trayectorias más fáciles. «Estos hallazgos implican que para diseños realmente simples, las personas necesitan un entrenamiento mínimo para lograr imaginar un espacio en sus mentes y luego navegarlo físicamente», dice Tivadar.
Los participantes del estudio usaron tecnología háptica para aprender un nuevo espacio antes de intentar navegarlo en persona. Crédito: Ruxandra Tivadar, Universidad de Berna
Los avances en el análisis de big data ayudaron a hacer posible este trabajo. Los investigadores filmaron las manos de 25 participantes mientras exploraban una tableta háptica durante 8 a 10 minutos a la vez. Luego, el equipo de Tivadar usó una red neuronal profunda para analizar los aproximadamente 200 videos, utilizando un algoritmo que aprende a rastrear el movimiento de un solo dedo de cada participante. «Esto nos permitió comprender mejor cómo los participantes interactúan con los hápticos y ayudar a desarrollar aún más las aplicaciones de esta tecnología», dice Tivadar. «Imagínese si pudiéramos ‘ver’ objetos y espacios con un dedo, lo que podríamos hacer usando los 10 dedos o toda la palma de la mano para sentir».
El trabajo de Tivadar que integra datos hápticos nació de años investigando la percepción sensorial mirando no solo el sentido del tacto sino también la información auditiva. «Realmente, estudiamos las formas en que las personas pueden ver mejor usando información de otros sentidos», dice ella. «En neurociencia, esto significa observar cómo el cerebro construye imágenes visuales y tratar de ayudar al cerebro aumentando o complementando la información que utiliza para construir estas imágenes. Creo que el mero hecho de que podamos hacer esto es absolutamente fascinante, y muy prometedor para la rehabilitación».
Una solución sólida para los niños
Millones de niños en todo el mundo viven sin ver, y su discapacidad puede conducir a múltiples desafíos motores, perceptivos y sociales. «Los niños ciegos tienen muchos retrasos perceptivos y sociales», dice Monica Gori del Instituto Italiano de Tecnología. «Por ejemplo, los niños videntes aprenden a alcanzar objetos a los 5 meses. En los niños ciegos, esta habilidad se retrasa significativamente y se desarrolla al año de edad. Este retraso produce una gran cantidad de retrasos adicionales en el movimiento y la interacción con los demás que los rehabilitadores enfrentan cada año. día.»
Un nuevo dispositivo de rehabilitación multisensorial llamado ABBI ofrece una nueva solución. En un nuevo trabajo que se presenta en CNS, Gori y sus colegas están trabajando para identificar los períodos críticos más adecuados para la intervención con este dispositivo para ayudar a los niños ciegos al año de edad.
Investigaciones anteriores habían demostrado que el desarrollo de habilidades multisensoriales la integración ocurre tarde, después de los 8-10 años de edad. «Este descubrimiento cambió la forma en que la gente piensa sobre el desarrollo de habilidades multisensoriales», dice Gori. Brindó a su equipo la oportunidad de desarrollar una intervención que podría ayudar tanto a niños como a adultos con discapacidades visuales al integrar información de audio y motora.
El dispositivo ABBI es un brazalete que desarrollaron para usar datos de sonido en ausencia de información visual. datos para ayudar a restaurar una sensación de espacio. En un estudio de 3 meses de entrenamiento, los niños con discapacidad visual de entre 6 y 15 años que usaban el brazalete mostraron mejoras significativas en la representación del espacio y las habilidades sociales. Esos resultados han estimulado el nuevo estudio de seguimiento en niños aún más pequeños.
«Estoy entusiasmado con la posibilidad de realizar intervenciones tempranas y ayudar a los niños a desarrollar habilidades perceptivas y sociales», dice Gori. «Creo que las tecnologías multisensoriales, tal vez combinadas con dispositivos de sustitución sensorial, podrían traer beneficios significativos».
Las tecnologías de Gori y Tivadar, junto con el otro trabajo presentado en el simposio CNS, ofrecen vislumbres de un futuro prometedor para rehabilitación visual no solo informada por lo último en neurociencia, sino también impulsada por la necesidad de soluciones de bajo costo accesibles para una población más amplia.
Dice Tivadar: «Podemos hacer una mejor rehabilitación visual cuando incorporamos nuevas tecnologías y el uso de las propiedades del cerebro, como la integración multisensorial y la plasticidad intermodal. Necesitamos investigar más a fondo cómo nuestros sentidos pueden complementarse o complementarse entre sí para encontrar soluciones de bajo costo para la rehabilitación de la visión».
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Una nueva investigación encuentra la edad óptima en la que los sentidos preservados pueden compensar la ceguera Más información: www.cogneurosociety.org/symposium-sessions/#SYM8 Proporcionado por Cognitive Neuroscience Society Cita: Nuevas tecnologías multisensoriales impulsadas por la neurociencia para ayudar a las personas con discapacidad visual (16 de marzo de 2021) consultado el 30 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2021-03-neuroscience-driven-multisensory -technologies-vision-impaired.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.