Proyectos
Interfaz cerebro-computador basada en aprendizaje de máquina y teoría de información como soporte a la detección de trastornos de déficit de atención e hiperactividad
Resumen
Los trastornos de déficit de atención e hiperactividad - TDAH son patologías neuropsiquiátricas comunes de la infancia, constituyéndose como la enfermedad crónica más frecuente del periodo escolar y repercutiendo en la vida diaria del niño(a), con probabilidades de persistencia alta a lo largo de la vida. El trastorno en mención se puede asociar con dificultades en el aprendizaje, la baja autoestima y el consumo de sustancias de abuso en pacientes adolescentes, entre otras comorbilidades como las actividades delincuenciales [9]. Los estudios epidemiológicos muestran una prevalencia que oscila entre el 1% y el 22%, teniendo en cuenta variaciones en aspectos tales como la edad, la región y las características sociales [1-8]. En Colombia se han realizado estudios en Antioquia, Caldas y Risaralda que han permitido establecer una prevalencia global en la población del 15% al 17%, y en Bogotá muestran que 5.7% de los niños de los colegios evaluados presentan TDAH [10]. No se conoce con claridad la prevalencia en adultos, pero se cree que el cuadro persiste entre el 2% y el 5% de los niños afectados, luego de los 18 años. Además, en la literatura se identifican tres subtipos de TDAH: predominio impulsivo-hiperactivo, inatento y combinado. Los subtipos de TDAH en la población colombiana se caracterizan por un predominio del combinado y del impulsivo-hiperactivo, notándose una diferencia frente a otros países, especialmente los industrializados, en los cuales el tipo impulsivo-hiperactivo es el menos frecuente [11]. El diagnóstico del TDAH consiste en un proceso de observación clínica que se ve afectado por discrepancias en la información provista por padres y maestros, y superposición de síntomas atencionales y de comportamiento con otros trastornos [10]. Lo anterior ha motivado la búsqueda de estrategias para integrar biomarcadores junto con la evaluación clínica regular, con el propósito de ayudar al especialista a alcanzar un diagnóstico específico y sensible de la patología [12]. En este sentido, existe evidencia de actividad electroencefalográfica (EEG) característica en pacientes diagnosticados con TDAH [13]. Por otra parte, recientemente se ha desplegado un amplio interés por el estudio de los aspectos motivacionales y su influencia en los procesos ejecutivos de inhibición, dado que los niños que sufren de TDAH parecen ser particularmente sensibles a la presencia de la recompensa cuando deben ejecutar ciertas tareas. Así, se asume que el efecto de la recompensa será mayor siempre y cuando el incentivo sea fuerte y se presente de forma inmediata. Sin embargo, aún existe incertidumbre acerca de cuál es el biomarcador o conjunto de biomarcadores extraídos desde señales EEG que mejor permite discriminar entre sujetos control y pacientes con TDAH, especialmente bajo diferentes niveles de recompensa. El objetivo de este proyecto es desarrollar una interfaz cerebro computador (ICC) como soporte al diagnóstico del TDAH a partir de registros EEG de bajo costo. Específicamente, se desarrollará una herramienta para la visualización, pre-proceso y análisis de señales EEG registradas durante la ejecución de tareas relacionadas con estímulos audiovisuales, utilizando técnicas de procesamiento digital de señales, aprendizaje de máquina y teoría de información, orientados a extraer características relevantes e interpretables desde señales EEG. La herramienta de apoyo diagnóstico estará integrada por un sistema modular basado en computador para la captura de señales EEG. Se espera validar el prototipo con respecto a la parte de proceso y detección, utilizando bases de datos públicas y propias del grupo de control y procesamiento digital de señales. Además, se espera que el prototipo sirva de insumo para futuros proyectos relacionados con la validación clínica del prototipo en pacientes con TDAH del eje cafetero.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA PARA EL APOYO AL DESARROLLO DE TESIS DE POSGRADO Y TRABAJO DE GRADO DE PREGRADO DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MANIZALES 2020
Modalidad:Modalidad 2: Apoyo a tesis de maestría en la modalidad de investigación en cualquier área del conocimiento.
Responsable