Ondas cerebrales con Arduino y NeuroSky

Quienes hacemos ciencia amateur tendemos a ir buscando objetos y materiales que nos pueden ayudar en los experimentos. De esta forma, las ferreterías, drogerías, chatarrerías y tiendas de segunda mano se convierten en lugares especiales donde se pueden encontrar los materiales necesarios y algún que otro tesoro.

De vez en cuando suelo visitar la tienda de Traperos de Emaús más cercana para ver qué puedo encontrar y de hecho he encontrado objetos interesantes. Unas Navidades encontré un juego de MIndFlex de segunda mano a buen precio y dije, “esto me tiene que servir para un experimento”. MindFlex es un juego en el que mueves una pelota controlada por las ondas del cerebro. Mi idea era desmontarlo y poder conectarlo al ordenador a través de un Arduino con la idea de diseñar algún experimento aprovechando este sistema. Lo intenté en varias ocasiones sin mucho éxito hasta hace poco.

Recientemente he encontrado un artículo en el que tomaban uno de estos juguetes y lo conectaban a un Arduino y a través de él a un ordenador. “Esta es la mía”, así que seguí el tutorial, hice las soldaduras correspondientes, programé el Arduino y ya lo he conseguido.

No me voy a extender en cómo lo hice porque viene muy bien explicado en esta página. Sólo decir que se trata de sondar un par de cables del sensor de ondas cerebrales y conectarlo al Arduino. Las librerías para leer los datos ya están programadas, así que con un poco de conocimiento de soldadura y de Arduino se puede hacer sin problemas.

Las ondas cerebrales se producen por la actividad eléctrica de las neuronas de nuestro cerebro. Forman parte de las bioseñales eléctricas que nuestro cuerpo produce y que pueden ser detectadas. Tal vez las más conocidas son el electrocardiograma que mide las señales del corazón y el electroencefalograma, que mide las que se producen en el cerebro.

Según los fabricantes del chip que lleva el juego (NeuroSky), el sensor lee diferentes ondas cerebrales, las cuales están asociados a un estado mental, que de forma muy resumida se ve en la siguiente tabla:

A parte de esto, se dan también dos valores de “atención” y “meditación” que los fabricantes no especifican cómo se calculan, pero que sirven para mostrar un dato de fácil acceso para usarlo en el juego. Según el fabricante estos valores muestran:

• Atención: Indica la intensidad del nivel de “concentración” o “atención” mental de un usuario, como la que se produce durante la concentración intensa y la actividad mental dirigida (pero estable). Las distracciones, los pensamientos errantes, la falta de concentración o la ansiedad pueden reducir los niveles del medidor de Atención.

• Meditación: Indica el nivel de “calma” o “relajación” mental del usuario. La meditación está relacionada con la reducción de la actividad de los procesos mentales activos en el cerebro, y desde hace tiempo se ha observado el efecto de que cerrar los ojos desactiva las actividades mentales que procesan las imágenes de los ojos, por lo que cerrar los ojos suele ser un método eficaz para aumentar el nivel del medidor de Meditación. Las distracciones, los pensamientos errantes, la ansiedad, la agitación y los estímulos sensoriales pueden reducir los niveles del medidor de Meditación.

Así que con todo este conocimiento ya podemos probarlo. De hecho lo he probado yo y algunos de mis pequeños científicos de un taller que imparto. Me ha servido para hablarles de la actividad cerebral, de cómo las neuronas se comunican a través de pequeños impulsos eléctricos que somos capaces de detectar a través de unos sensores. Cuanta más actividad cerebral, mayor serán los impulsos que se producen. Estos impulsos se transmiten en forma de onda que según su frecuencia están asociadas a diferentes estados mentales. Y claro está no han faltado voluntarios y voluntarias para intentar controlar las señales incidiendo en el estado de concentración.

Hay cierta controversia sobre la capacidad de los sensores de este juego para medir realmente las ondas cerebrales que indica y la capacidad de poder asociarlas a un determinado estado mental. No hay que olvidar de que es un juguete y no un aparato médico, pero nos sirve para introducirnos en este mundo de la neurociencia de una forma diferente. Seguiré probando el sistema con diferentes experimentos e intentar dilucidar hasta qué punto en verdad hay una correlación exacta entre lo detectado y los estados mentales asociados. Todo un experimento de neurociencia amateur

Para profundizar en el tema:

• Brain Wave Signal (EEG) ofNeuroSky, Inc.
• Electroencefalografía – Electroencephalography Electroencefalografía