Author(s):
Pereira, Joaquim José Sobral 
Date: 2013
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.22/4712
Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto
Subject(s): Síndrome de Encarceramento; Neuroplasticidade; Interfaces Cérebromáquina; Interfaces Cérebro-computador; Escrita preditiva; Locked-in syndrome; Neuroplasticity; Brain-machine interfaces; Brain-computer interfaces; Predictive text
Description
Os avanços nas Interfaces Cérebro-máquina, resultantes dos avanços no tratamento de sinal e
da inteligência artificial, estão a permitir-nos aceder à atividade cerebral, descodificá-la, e usála
para comandar dispositivos, sejam eles braços artificiais ou computadores. Isto é muito mais
importante quando os utilizadores são pessoas que perderam a capacidade de comunicar,
embora mantenham as suas capacidades cognitivas intactas. O caso mais extremo desta
situação é o das pessoas afetadas pela Síndrome de Encarceramento.
Este trabalho pretende contribuir para a melhoria da qualidade de vida das pessoas afetadas
por esta síndrome, disponibilizando-lhes um meio de comunicação adaptado às suas
limitações. É essencialmente um estudo de usabilidade aplicada a um tipo de utilizador
extremamente diminuído na sua capacidade de interação.
Nesta investigação começamos por compreender a Síndrome de Encarceramento e as
limitações e capacidades das pessoas afetadas por ela. Abordamos a neuroplasticidade, o que
é, e em que medida é importante para a utilização das Interfaces Cérebro-máquina.
Analisamos o funcionamento destas interfaces, e os fundamentos científicos que o suportam.
Finalmente, com todo este conhecimento em mãos, investigamos e desenvolvemos métodos
que nos permitissem otimizar as limitadas capacidades do utilizador na sua interação com o
sistema, minimizando o esforço e maximizando o desempenho. Foi para o efeito desenhado e
implementado um protótipo que nos permitisse validar as soluções encontradas. Advances in Brain-machine Interfaces, resulting from advances in signal processing and
artificial intelligence, are allowing us access brain activity, decode it, and use it to control
devices, be they artificial arms or computers. This is very important when users are people who
have lost the ability to communicate, though maintained their cognitive abilities intact. The
most extreme case of this is the one of people affected by Locked-in Syndrome.
This work aims to contribute to improving the quality of life of people affected by this
syndrome, providing them with a communication medium adapted to their limited capabilities.
It is essentially a usability study applied to a type of user extremely reduced in its ability to
interact.
In this study we started by understanding the Locked-in Syndrome and the limitations and
capabilities of the people affected by it. We approached neuroplasticity, what is it, and in what
manner is it important to the use of Brain-machine Interfaces. We analyze the operation of this
interfaces, and scientific foundations that support it. Finally, with all this knowledge in hand,
we investigated and developed methods that allowed us to optimize the limited capabilities of
the user in his interaction with the system, minimizing effort and maximizing performance. For
the purpose, it was designed and implemented a prototype that allowed us to validate the
solutions found.
