Cómo es el tatuaje electrónico que se coloca en la frente y podría transformar el monitoreo cerebral

Una gama cada vez más amplia de trabajos, como la aviación, la atención médica y el control de tráfico aéreo, requieren una alta concentración de manera constante. Cualquier error puede resultar en situaciones peligrosas que ponen en riesgo vidas y bienes.

Al tener en cuenta esas situaciones, un equipo de investigadores de los Estados Unidos desarrolla un tatuaje electrónico inalámbrico.

Se coloca en la frente de las personas y permite detectar cuándo su cerebro está trabajando demasiado, según el estudio que publicaron en la revista Device, editada por Cell Press.

Ya existían dispositivo como el electroencefalograma y el electrooculograma (que detecta los movimientos de los ojos), pero resultan voluminosos, incómodos y poco prácticos cuando se quiere evaluar en tiempo real los estados cognitivos de los operadores.

Los investigadores Heeyong Huh, Hyonyoung Shin y Nanshu Lu, que forman parte de la Universidad de Texas en Austin y el Laboratorio Aeromédico del Ejército de Estados Unidos intentaron buscar una solución al problema desde el campo de la neurotecnología aplicada.

Desde los Estados Unidos, Luis Sentis, profesor del departamento de ingeniería aeroespacial e ingeniería Mecánica de la Universidad de Texas y fue uno de los coautores, comentó a Infobae sobre cuáles podrían ser las aplicaciones de la innovación.

“Una de sus aplicaciones destacadas es evaluar el esfuerzo mental de los empleados en trabajos de alto peligro, donde las equivocaciones por distracción pueden ser graves. Por ejemplo, los controladores aéreos enfrentan mucha presión y eso ha provocado accidentes mortales en años recientes”, dijo.

Ante ese tipo de situaciones, “es fundamental medir el nivel de atención y el agotamiento mental para que el personal en puestos críticos pueda trabajar de manera más segura”, resaltó.

Qué es la carga mental

La carga mental mide el grado de recursos cognitivos que una persona emplea para realizar una tarea. Tiene un impacto directo en el rendimiento, especialmente en trabajos de alta complejidad.

Un nivel moderado de carga mental puede facilitar el enfoque, mientras que niveles excesivamente bajos o altos pueden generar errores o comprometer la toma de decisiones.

Hasta ahora, las herramientas disponibles para medir la carga mental presentan limitaciones. Solo capturan información después de que la persona haya finalizado la tarea y eso dificulta la prevención de errores o fallas.

Otra cuestión es que suelen depender de que las personas informen su situación en base a sus percepciones personales, emociones o expectativas.

Por eso, para sortear esas dificultades, los investigadores se entusiasmaron con el desarrollo del tatuaje electrónico.

Cómo es el funcionamiento del tatuaje

“La tecnología se desarrolla más deprisa que la evolución humana. Nuestra capacidad cerebral no puede seguir el ritmo y puede sobrecargarse fácilmente -comentó el doctor Lu-. Existe una carga de trabajo mental óptima para un rendimiento óptimo, que difiere de una persona a otra”.

Los investigadores probaron el e-tatuaje en seis participantes que completaron un reto de memoria que aumentaba en dificultad.

A medida que aumentaba la carga mental, los participantes mostraban una mayor actividad en las ondas cerebrales theta y delta. Eso indicaba una mayor exigencia cognitiva, mientras que la actividad alfa y beta disminuía, indicando fatiga mental.

Los resultados sugieren que el dispositivo puede detectar cuándo el cerebro tiene dificultades.

De qué está hecho el tatuaje

El tatuaje está fabricado con electrodos adhesivos ultradelgados de polímero. Sus componentes electrónicos están integrados en circuitos flexibles que recogen y transmiten los datos mediante Bluetooth en tiempo real.

Su diseño permite una fijación estable a la piel, incluso durante movimientos intensos. De esta manera, puede realizar lecturas precisas sin interrupciones.

El dispositivo consta de una capa desechable de electrodos en contacto con la piel y una capa reutilizable de circuitos electrónicos, lo que reduce costos.

Al usar algoritmos de aprendizaje automático (más conocido como “machine learning” en inglés), el tatuaje analiza las señales capturadas durante diversas tareas cognitivas y evalúa cambios en las frecuencias cerebrales asociadas con la atención y la memoria.

Cuáles son sus ventajas y sus limitaciones

El tatuaje electrónico podría usarse en áreas como la aviación, la medicina y la interacción humano-máquina.

Permitiría monitorear la carga cognitiva en tiempo real y mejorar la toma de decisiones en situaciones críticas. Su diseño ultradelgado también es compatible con cascos y otros accesorios.

El costo es otra ventaja. Los equipos tradicionales pueden superar los 15.000 dólares, mientras que los chips y el paquete de baterías del tatuaje electrónico cuestan 200 dólares, y los sensores desechables unos 20 dólares cada uno.

“Su bajo costo hace que el dispositivo sea accesible”, mencionó Sentis, quien es licenciado en ingeniería de telecomunicaciones y electrónica por la Universidad Politécnica de Cataluña, España, y fue becario de la Fundación La Caixa durante su estancia en Universidad de Stanford, Estados Unidos.

“Uno de mis deseos es convertir el tatuaje electrónico en un producto que podamos llevar en casa”, comentó.

Sin embargo, el dispositivo aún no puede ser utilizado sobre el cabello. Solo se usa sobre la frente. Su adhesión puede verse afectada por un exceso de sudor, aunque el diseño optimiza el manejo de la transpiración.

“Uno de los retos -expresó Sentis en el diálogo con Infobae- “será agregar pequeños procesadores que se puedan usar cerca del cabello o que no lo dañen”.

En cuanto a los desafíos éticos, el científico consideró que “medir las señales del cerebro podría revelar cómo se sienten emocionalmente y mentalmente los empleados. Será necesario que haya comités de ética para preparar explicaciones claras para los trabajadores y asegurar que reciban la formación adecuada”.

A partir de los resultados, los investigadores consideran que buscarán ampliar la aplicabilidad, mejorar la ventilación de los materiales y perfeccionar los modelos de predicción basados en inteligencia artificial.

La idea es producir dispositivos portátiles más accesibles y precisos para evaluar la carga mental.