Brain-Computer Interfaces: Desarrollo de un sistema de identificación de estados mentales alfa

En el mundo actual las aplicaciones basadas en sistemas biométricos, es decir, aquellas que miden las señales eléctricas de nuestro organismo, están creciendo a un gran ritmo. Todos estos sistemas incorporan sensores biomédicos, que ayudan a los usuarios a controlar mejor diferentes aspectos de la rutina diaria, como podría ser llevar un seguimiento detallado de una rutina deportiva, o de la calidad de los alimentos que ingerimos. Entre estos sistemas biométricos, los que se basan en la interpretación de las señales cerebrales, mediante ensayos de electroencefalografía o EEG están cogiendo cada vez más fuerza para el futuro, aunque están todavía en una situación bastante incipiente, debido a la elevada complejidad del cerebro humano, muy desconocido para los científicos hasta el siglo XXI. Por estas razones, los dispositivos que utilizan la interfaz cerebro-máquina, también conocida como BCI (Brain Computer Interface), están cogiendo cada vez más popularidad. El funcionamiento de un sistema BCI consiste en la captación de las ondas cerebrales de un sujeto para después procesarlas e intentar obtener una representación de una acción o de un pensamiento del individuo. Estos pensamientos, correctamente interpretados, son posteriormente usados para llevar a cabo una acción. Ejemplos de aplicación de sistemas BCI podrían ser mover el motor de una silla de ruedas eléctrica cuando el sujeto realice, por ejemplo, la acción de cerrar un puño, o abrir la cerradura de tu propia casa usando un patrón cerebral propio. Los sistemas de procesamiento de datos están evolucionando muy rápido con el paso del tiempo. Los principales motivos son la alta velocidad de procesamiento y el bajo consumo energético de las FPGAs (Field Programmable Gate Array). Además, las FPGAs cuentan con una arquitectura reconfigurable, lo que las hace más versátiles y potentes que otras unidades de procesamiento como las CPUs o las GPUs.En el CEI (Centro de Electrónica Industrial), donde se lleva a cabo este TFG, se dispone de experiencia en el diseño de sistemas reconfigurables en FPGAs. Este TFG es el segundo de una línea de proyectos en la cual se busca obtener un sistema capaz de procesar correctamente señales cerebrales, para llegar a un patrón común que nos permita actuar en consecuencia. Más concretamente, se busca detectar cuando una persona está quedándose dormida a través de la captación de unas ondas cerebrales, conocidas como ondas alfa, cuya frecuencia está acotada entre los 8 y los 13 Hz. Estas ondas, que aparecen cuando cerramos los ojos y dejamos la mente en blanco, representan un estado de relajación mental. Por tanto, este proyecto comienza como inicio de un sistema global de BCI, el cual servirá como primera toma de contacto con el procesamiento de las ondas cerebrales, para el posterior uso de hardware reconfigurable sobre el cual se implementarán los algoritmos evolutivos. Por ello se vuelve necesario desarrollar un sistema de procesamiento de datos en una FPGA. Estos datos se procesan siguiendo la metodología de procesamiento digital de señales, y en este caso se realiza un análisis de la frecuencia utilizando la transformada rápida de Fourier, o FFT. Una vez desarrollado el sistema de procesamiento de los datos, se integra con otro sistema que se encarga de captar los datos recogidos por un ADC (Analog to Digital Converter), conocido como ADS1299. Este ADC está especialmente diseñado para captar potenciales del cerebro humano. De esta forma, el sistema final capta los datos mediante el ADS1299, y los envía a la FPGA que se encarga de procesarlos. La interpretación es realizada por los usuarios que analizan posteriormente los datos procesados. Para el desarrollo del sistema de procesamiento de los datos, se dispone primariamente de dos plataformas de estudio, a partir de las cuales se captarán los datos para después realizar el procesamiento: 1. La primera consiste en una herramienta comercial desarrollada y distribuida por OpenBCI, proyecto que se dedica a la venta de hardware para la realización de EEG, así como otros ensayos. Esta herramienta está formada por un microprocesador, un módulo de memoria SD para el almacenamiento de datos, y un módulo de comunicación inalámbrica que transmite los datos por Bluetooth. Además cuenta con el mencionado ADC ADS1299. Esta plataforma ofrece una interfaz gráfica que sirve para realizar la investigación previa al diseño del sistema de procesamiento, al permitir tener una primera toma de contacto con el sistema. 2. La segunda plataforma consiste en un kit de evaluación para el ADS1299, desde la cual se pueden acceder a los diferentes puertos de control a través de los pines de comunicación del ADC. Esta plataforma se conectará con la FPGA en el sistema integrado. Para entender cómo funcionan las ondas más simples del cerebro, así como saber cuáles son los requisitos mínimos en el análisis de ondas EEG se realizaron diferentes consultas con el Dr Ceferino Maestu, neurofisiólogo del Centro de Tecnología Biomédica (CTB) de la UPM. Él se encargó de introducirnos en los distintos procedimientos en el análisis de ondas en electroencefalogramas, así como la forma en que se deben de colocar los electrodos en el cráneo. Para terminar con la investigación previa, se realiza en MATLAB un primer modelo de procesamiento de los datos. Una característica muy importante de las ondas cerebrales es la aleatoriedad de las mismas, de forma que el análisis en el dominio del tiempo se vuelve muy complejo. Por ello, el paso más importante en el procesamiento de los datos es el paso del dominio temporal al dominio de la frecuencia, mediante la aplicación de la transformada rápida de Fourier o FFT (Fast Fourier Transform), donde se pueden analizar con mayor precisión los datos recogidos. El modelo desarrollado en MATLAB se utiliza para obtener los primeros resultados del sistema de procesamiento, el cual sigue los siguientes pasos. 1. Se captan los datos desde los electrodos y se escriben en una tabla de datos. 2. Se leen los datos de la tabla. 3. Se elige el tamaño temporal de la muestra a procesar. 4. Se aplica una ventana para evitar las discontinuidades al principio y al final del bloque analizado. 5. Se completa la muestra a convertir con con zero-padding en el dominio del tiempo. 6. Se aplica la FFT al bloque analizado con ventana y zero-padding. 7. Los resultados se llevan a una gráfica para ser analizados. Llegados a este punto, se observa que la captación de ondas alfas resulta muy viable. Aunque es cierto que se presentan ciertos problemas a la hora de interpretar los datos debido a la baja resolución temporal de la plataforma de OpenBCI, este es un problema que se soluciona en el modelo desarrollado, al permitir el kit de evaluación (sistema de captación de datos) actuar sobre la velocidad de captación de los datos, es decir la frecuencia de muestreo, lo que afectará directamente a esta precisión. Una vez llevado a cabo el primer procesamiento y su posterior análisis de los resultados obtenidos, se procede a realizar un modelo en Hardware que siga los mismos pasos que el desarrollado en MATLAB, en la medida que esto sea útil y viable. Para ello se utiliza el programa XPS (Xilinx Platform Studio) contenido en la herramienta EDK (Embedded Development Kit), que nos permite diseñar un sistema embebido. Este sistema cuenta con: Un microprocesador de tipo soft-core llamado MicroBlaze, que se encarga de gestionar y controlar todo el sistema; Un bloque FFT que se encarga de realizar la transformada rápida Fourier; Cuatro bloques de memoria BRAM, donde se almacenan los datos de entrada y salida del bloque FFT y un multiplicador para aplicar la ventana a los datos de entrada al bloque FFT; Un bus PLB, que consiste en un bus de control que se encarga de comunicar el MicroBlaze con los diferentes elementos del sistema. Tras el diseño Hardware se procede al diseño Software utilizando la herramienta SDK(Software Development Kit).También en esta etapa se integra el sistema de captación de datos, el cual se controla mayoritariamente desde el MicroBlaze. Por tanto, desde este entorno se programa el MicroBlaze para gestionar el Hardware que se ha generado. A través del Software se gestiona la comunicación entre ambos sistemas, el de captación y el de procesamiento de los datos. También se realiza la carga de los datos de la ventana a aplicar en la memoria correspondiente. En las primeras etapas de desarrollo del sistema, se comienza con el testeo del bloque FFT, para poder comprobar el funcionamiento del mismo en Hardware. Para este primer ensayo, se carga en la BRAM los datos de entrada al bloque FFT y en otra BRAM los datos de la ventana aplicada. Los datos procesados saldrán a dos BRAM, una para almacenar los valores reales de la transformada y otra para los imaginarios. Tras comprobar el correcto funcionamiento del bloque FFT, se integra junto al sistema de adquisición de datos. Posteriormente se procede a realizar un ensayo de EEG real, para captar ondas alfa. Por otro lado, y para validar el uso de las FPGAs como unidades ideales de procesamiento, se realiza una medición del tiempo que tarda el bloque FFT en realizar la transformada. Este tiempo se compara con el tiempo que tarda MATLAB en realizar la misma transformada a los mismos datos. Esto significa que el sistema desarrollado en Hardware realiza la transformada rápida de Fourier 27 veces más rápido que lo que tarda MATLAB, por lo que se puede ver aquí la gran ventaja competitiva del Hardware en lo que a tiempos de ejecución se refiere. En lo que al aspecto didáctico se refiere, este TFG engloba diferentes campos. En el campo de la electrónica:  Se han mejorado los conocimientos en MATLAB, así como diferentes herramientas que ofrece como FDATool (Filter Design Analysis Tool).  Se han adquirido conocimientos de técnicas de procesado de señal, y en particular, de análisis espectral.  Se han mejorado los conocimientos en VHDL, así como su uso en el entorno ISE de Xilinx.  Se han reforzado los conocimientos en C mediante la programación del MicroBlaze para el control del sistema.  Se ha aprendido a crear sistemas embebidos usando el entorno de desarrollo de Xilinx usando la herramienta EDK (Embedded Development Kit). En el campo de la neurología, se ha aprendido a realizar ensayos EEG, así como a analizar e interpretar los resultados mostrados en el mismo. En cuanto al impacto social, los sistemas BCI afectan a muchos sectores, donde destaca el volumen de personas con discapacidades físicas, para los cuales, este sistema implica una oportunidad de aumentar su autonomía en el día a día. También otro sector importante es el sector de la investigación médica, donde los sistemas BCIs son aplicables en muchas aplicaciones como, por ejemplo, la detección y estudio de enfermedades cognitivas.

[Colección de fotografías de excursiones a Alcalá de la Selva, Virgen de la Vega, Mora de Rubielos y el Puig] [ [Material gráfico].]

[1-4]. Vista de Alcalá de la Selva y sus alrededores, en una foto Francisco Roglá López, 1915 (4 pares estereoscópicos) (4 fot.) – [5]. Francisco Roglá López en la Ermita de San Roque y Loreto, al fondo el pueblo de Alcalá de la Selva, 1915 (1 par estereoscópico) (1 fot.) – [6]. Dos hombres en la Ermita de San Roque y Loreto, 1915 (1 par estereoscópico) (1 fot.) – [7]. Grupo de hombres sentados en el Humilladero de Alcalá de la Selva, 1915 (1 par estereoscópico) (1 fot.) – [8-9]. Grupo de casas en Alcalá de la Selva, dos hombres junto a un arroyo (2 pares estereoscópicos) (2 fot.) – [10]. Iglesia de San Simón y San Judas, 1915 (1 par estereoscópico) (1 fot.) – [11]. Un hombre y una mujer junto a la puerta de una casa, destaca el empedrado característico de la calle Castillo Abajo de Alcalá de la Selva (1 par estereoscópico) (1 fot.) – [12-13]. Fiesta de los toros en la plaza de la Iglesia de Alcalá de la Selva, la gente se amontona en los balcones (2 pares estereoscópicos) (2 fot.) – [14]. Rincón de una plaza con arcos, Rubielos de Mora? (1 par estereoscópico) (1 fot.) – [15-23]. En el campo grupo de excursionistas, entre ellos Francisco y Rosalía Roglá López en algunas fotos montan en burro (9 pares estereoscópicos) (9 fot.) – [24-25]. Día festivo hombres ataviados a caballo, mujer con sombrero sentada en una mula (2 pares estereoscópicos) (2 fot.) – [26]. Francisco y Rosalía Roglá López con tres amigos en el campo a la derecha sombrilla sobre un muro de piedra (1 par estereoscópico) (1 fot.) – [27-28]. Construcción característica granero, Ojos Negros? grupo de gente alrededor de una carretilla para la mina (4 pares estereoscópicos) (2 fot.) – [29-31]. Grupo de excursionistas, descansando junto a un abrevadero, andando por un camino de tierra, hombre solitario en una carretera en construcción (4 pares estereoscópicos) (3 fot.) – [32-47]. Paisaje montañoso y vistas desde peñascos, en una de las fotos hombre y niño subidos a un árbol, zona de Alcalá de la Selva o Virgen de la Vega, árbol y losa de piedra, vistas de la Vega y las masías desde los peñascos de la Sierra de Gudar (16 pares estereoscópicos) (13 fot.) – [49]. Campos y masías, labrador arando el campo (1 par estereoscópico) (2 fot.) – [50-51]. Ganadería en los prados de la Vega (2 pares estereoscópicos) (2 fot.) – [52-54]. Paisaje en torno a la Virgen de la Vega dos mulas pastando, y grupo de aldeanos en burros por un camino al fondo varias masías, una masía solitaria, 1915 (3 pares estereoscópicos) (3 fot.) – [55-57]. Vista del Santuario de la Virgen de la Vega, chopera de la carretera que lleva al Santuario, gente alrededor de un árbol junto al Santuario, 1915 (3 pares estereoscópicos) (3 fot.) – [58]. Gente con niños comiendo en el campo junto a una fuente, 1915 (1 par estereoscópico) (1 fot.) – [59]. Anciana sobre un burro al fondo paisaje (1 par estereoscópico) (1 fot.) – [60-62]. Barranco de la Fuente con la represa de Las Lavaderas en Alcalá de la Selva? (3 pares estereoscópicos) (3 fot.) – [63-64]. Dos hombres junto a un arroyo (2 pares estereoscópicos) (1 fot.) – [65-70]. Cascada de Las Lavaderas? y varios parajes sin identificar, río Alcalá?, camino con las huellas de las ruedas de los carros (6 pares estereoscópicos) (6 fot.) – [71-75]. Tres jóvenes en una pinada, hombre de rodillas ante una persona junto a un muro de piedra en el campo, dos hombres cogiendo el tronco de un árbol, cuatro amigos en actitud divertida, hombre con sombrero y bigote (5 pares estereoscópicos) (5 fot.) – [76]. Castillo de Alcalá de la Selva, 1915 (1 par estereoscópico) (1 fot.) – [77-79]. Rosalía Roglá López con otras dos mujeres en el patio de armas del Castillo de Mora de Rubielos, y en la puerta principal, Rosalía en la puerta del castillo a contraluz, 1915 (3 pares estereoscópicos) (3 fot.) – [80]. Iglesia de la Natividad de Nuestra Señora (ex-Colegiata) en Mora de Rubielos, en la plaza la fuente y grupos de gente, 1915 (1 par estereoscópico) (1 fot.) – [81-82]. Visita al Puig patio del Monasterio del Puig en el acto de exaltación de la Virgen, restos del castillo de Jaime I de Aragón presidida por una Cruz en la cima del cerro varias personas alrededor (2 pares estereoscópicos) (2 fot.)

Clinical and quality of life data correlation with a single-optic accommodating intraocular lens

Purpose: To examine a single-optic accommodating intraocular lens (IOL) visual performance by correlating IOL implanted eyes’ defocus curve with the intraocular aberrometric profile and the impact on the quality of life (QOL). Methods: Prospective consecutive case series study including a total of 25 eyes of 14 patients with ages ranging between 52 and 79 years old. All cases underwent cataract surgery with implantation of the single-optic accommodating IOL Crystalens HD (Bausch & Lomb). Distance and near visual acuity outcomes, intraocular aberrations, the defocus curve and QOL (NEI VFQ-25) were evaluated 3 months after surgery. Results: A significant improvement in distance visual acuity was found postoperatively (p = 0.02). Mean postoperative LogMAR uncorrected near visual acuity was 0.44 ± 0.23 (20/30). 60% of eyes had a postoperative addition between 0 and 1.5 diopters (D). The defocus curve showed an area of maximum visual acuity for the levels of defocus corresponding to distance and intermediate vision (−1 to +0.5 D). Postoperative intermediate visual acuity correlated significantly some QOL indices (r ≥ 0.51, p ≤ 0.03; difficulty in going down steps or seeing how people react to things that patient says) as well as with J0 component of manifest cylinder. Postoperative distance-corrected near visual acuity correlated significantly with age (r = 0.65, p < 0.01). Conclusions: This accommodating IOL seems to be able to restore the distance visual function as well as to provide an improvement in intermediate and near vision with a significant impact on patient's QOL, although limited by age and astigmatism. Future studies with larger sample sizes should confirm all these trends.

Uso de filtros de Bangerter para el tratamiento de la ambliopía leve o moderada asociada a estrabismo

Objetivo: Evaluar los resultados obtenidos mediante el empleo de los filtros de Bangerter en casos de ambliopía media o moderada asociada a estrabismo. Material y métodos: Se realizó un estudio prospectivo con 30 pacientes de edades comprendidas entre 2 y 9 años con ambliopía media o moderada unilateral asociada a estrabismo. Todos los pacientes fueron tratados mediante la prescripción del empleo de filtros de Bangerter en el ojo no ambliope junto a su corrección refractiva. En todos los casos el filtro seleccionado indujo una reducción de la agudeza visual de 2 líneas por debajo de la agudeza visual corregida (AVCC) del ojo ambliope. Se realizó un seguimiento durante un periodo de 12 meses. Resultados: Se observó una mejoría estadísticamente significativa en la AVCC del ojo ambliope a los 3 meses (p<0.01), con mejorías adicionales a los 6, 9 y 12 meses (p≤0,02).La AVCC en los ojos no ambliopes permaneció sin cambios durante los primeros 6 meses de tratamiento (p≥0,52), con una mejoría significativa a los 9 meses (p=0,03). Sólo se evidenciaron diferencias significativas en la AVCC entre los ojos ambliopes y los ojos sanos a los 3 meses tras el uso de los filtros (p<0,01). La densidad del filtro tuvo que ser cambiada durante el seguimiento en 12 ojos (40%). Se encontró correlación inversa significativa entre la densidad del filtro y la AVCC al final del seguimiento (r≤-0,35, p≤0,01).Conclusiones: Los filtros de Bangerter son útiles para el tratamiento de la ambliopía media o moderada asociada a estrabismo, si bien la inversión de la dominancia ocular debe ser mantenida a lo largo del tratamiento para optimizar los resultados.

Análisis de la eficacia de la terapia visual en el tratamiento de la exotropía intermitente mediante videooculografía 3D

Objetivo: Evaluar la eficacia del tratamiento en 3 casos de exotropia intermitente (XT(i)) mediante ejercicios de terapia visual, completando la exploración clínica con Videooculografia-30 y evidenciar la potencial aplicabilidad de esta tecnología para dicho propósito. Métodos: Exponemos los cambios ocurridos tras ejercicios de terapia visual en una mujer de 36 años con XT(i) de -25 dioptrías prismáticas (dp) de lejos y 18 dp de cerca; Un niño de 10 años de edad con 8 dp de XT(i) en posición primaria, asociados a +6 dp de hipotropia izquierda; y un hombre de 63 años con XT(i) de 6 dp en posición primaria asociada a +7 dp de hipertropia derecha. Todos los pacientes presentaron buena agudeza visual corregida en ambos ojos. La inestabilidad de la desviación ocular se evidenció mediante análisis de VOG-30, revelando la presencia de components verticales y torsionales. Se realizaron ejercicios de terapia visual, incluyendo diferentes tipos de ejercicios de vergencias, acomodación y percepción de la diplopía. Resultados: Tras la terapia visual se obtuvieron excelentes rangos de vergencias fusionales y de punto próximo de convergencia («hasta la nariz»). El examen mediante VOG-3D (Sensoro Motoric lnstruments, Teltow, Germany) confirmó la compensación de la desviación con estabilidad del alineamiento ocular. Se observó una significativa mejora después de la terapia en los components verticals y torsionales, lo cuales se hicieron más estables. Los pacientes se mostraron muy satisfechos de los resultados obtenidos. Conclusión: La VOG-3D es una técnica útil para dotamos de un método objetivo de registro de la compensación y estabilidad de la desviación ocular después de realizar ejercicios de terapia visual en casos de XT(i), ofreciéndonos un detallado análisis de la mejoría de los components verticales y torsionales.

El uso de Skype y de las videograbaciones en la docencia de Grado

La comunicación expone la valoración de dos experiencias alrededor de la docencia y el uso de herramientas audiovisuales: Skype para asistir a clase de forma virtual, y la videograbación como útil de aprendizaje que mejora las habilidades comunicativas de los alumnos. El Grado supone la asistencia obligatoria de los alumnos a las clases. Para compensar la presencia personal en el aula, en ocasiones previsibles, se puede realizar una conexión Skype para posibilitar la asistencia virtual. Presentaré los datos y resultados que proporcionan los estudiantes desde 2010-2011. La capacidad para presentarse y explicarse ante un público, personal o virtualmente, gana importancia en el mercado actual. Difícilmente tomamos conciencia de nuestros aciertos y carencias hasta que no nos vemos, hasta que no ponemos la verdad ante nuestros ojos. Los alumnos dan su opinión sobre la utilidad de ver y compartir sus presentaciones grabadas en el aula.

Optic neuritis in pediatric population: A review in current tendencies of diagnosis and management

Optic neuritis is an inflammation of the optic nerve and may be related to different systemic conditions. The clinical presentation of this pathology usually includes sudden loss of visual acuity (VA) which may be unilateral or bilateral, visual field restriction, pain with eye movements, dyschromatopsia, a relative afferent pupillary defect and optic disk swelling. Optic neuritis in children has specific clinical features and a better prognosis than in adulthood. Although usually appears an underlying viral disease, the main concern for practitioners is the relationship of optic neuritis with multiple sclerosis. In addition to the classical techniques as magnetic resonance imaging (MRI), current tendencies of diagnosis for eye practitioners include new imaging devices as optical coherence tomography (OCT), useful to show a thinning of the retinal fibers layer (RFL) after the inflammatory episode. Regarding the management of these patients, short-term intravenous steroid dosages seem to be the best option to treat acute attacks characterized by a very poor bilateral VA.

Extranjeridad : Lengua y traducción en la obra de Manuel Puig

En este artículo, nos proponemos examinar cómo el translingüismo de Puig se conjuga con apuestas muy personales de su proyecto artístico, ya que elegir una lengua en lugar de o en contra de otra raramente se debe al azar. Para empezar, es sintomático de la forma de Puig de situarse extraterritorial, como un exiliado permanente que veía con ojos extranjeros todas las sociedades donde había vivido. Pero va más allá, ya que encaja en el polimorfismo identitario que caracterizaba al autor argentino, en su empeño por ser múltiple y su voluntad de ensanchar los límites de la literatura

Extranjeridad : Lengua y traducción en la obra de Manuel Puig

En este artículo, nos proponemos examinar cómo el translingüismo de Puig se conjuga con apuestas muy personales de su proyecto artístico, ya que elegir una lengua en lugar de o en contra de otra raramente se debe al azar. Para empezar, es sintomático de la forma de Puig de situarse extraterritorial, como un exiliado permanente que veía con ojos extranjeros todas las sociedades donde había vivido. Pero va más allá, ya que encaja en el polimorfismo identitario que caracterizaba al autor argentino, en su empeño por ser múltiple y su voluntad de ensanchar los límites de la literatura

El carnavl de Lilí ...

El carnaval de Lilí.--La honra del coronel.--El pintor de moda.--Los ojos de fuego.--La elegida.--La muerte del corazón.--La capitana.

El vengador. 63 m̊illar.

Sequel to El amor vencido, which was later published under title: Los ojos vendados.

Tratado de la ophtalmia y sus especies : Parte primera [-tercera] /

Parte segunda: Tratado de la gota serena y sus especies. - Parte tercera: Tratado de la catarata y sus especies. - [Parte cuarta:] De la materia medica.

Recueil de mémoires et d'observations tant sur les maladies qui attaquent l'oeil & les parties qui l'environnent, que sur les moyens de les guérir, dans lequel l'auteur ... /

Mode of access: Internet.

Doctrina de morbis oculorum /

Mode of access: Internet.

Hermanni Boerhaave ... Praelectiones publicae de morbis oculorum ex codice M.S. editae.

Mode of access: Internet.