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Este artículo hace referencia a uno de los pósteres seleccionados por el Comité Científico del CSIC para el II Encuentro de Investigadores: Respuestas para dar calidad a la vida celebrado en Salamanca el pasado 10 de marzo de 2015. Con su difusión pretendemos que los autores tengan un espacio más para difundir y presentar sus investigaciones, favoreciendo así el desarrollo de un espacio de conocimiento compartido. Agradecemos a todos su participación y os animamos a consultar todos los pósteres seleccionados.

Autores: Javier Gomez-Pilar, Rebeca Corralejo, Daniel Álvarez, Roberto Hornero

Institución: Grupo de Ingeniería Biomédica, E.T.S.I. de Telecomunicación, Universidad de Valladolid, España

Resumen

En entrenamiento neurocognitivo (NeuroFeedback Training, NFT) ha sido utilizado con éxito como tratamiento de diferentes enfermedades: epilepsia, depresión, insomnio, déficit de atención, etc. Sin embargo, su aplicación en personas mayores se encuentra aún bajo estudio. En el presente trabajo se abordó la evaluación de los posibles cambios cognitivos producidos en personas mayores al realizar tareas de entrenamiento neurocognitivo mediante una interfaz cerebro-ordenador (Brain Computer Interface, BCI) basada en ritmos sensoriomotores. La hipótesis de partida fue que una estimulación endógena repetitiva en ciertas áreas corticales podría aumentar la plasticidad cerebral, produciendo una mejora en diversas funciones cognitivas. Para ello, 63 sujetos tomaron parte en este estudio. El grupo experimental (31 sujetos) realizaron las tareas de NFT durante 5 semanas y sus puntuaciones en el test neuropsicológico de Luria fueron comparadas con las obtenidas por los restantes sujetos de control (32 sujetos). Los resultados mostraron diferencias significativas en 4 áreas cognitivas: visoespacial, lenguaje oral, memoria e intelectual. Por tanto, el NFT por medio de una herramienta BCI se presenta como un método prometedor para aumentar la calidad de vida de las personas mayores.

1. Introducción

El entrenamiento neurocognitivo (NeuroFeedback Training, NFT) ha demostrado en los últimos años ser de utilidad en el tratamiento de diversas patologías: déficit de atención [1], autismo [2], epilepsia [3], entre otras. Además, estudios recientes demostraron la existencia de cambios microestructurales en la materia blanca y gris cerebral después de la realización de varias sesiones de NFT [4]. Estas evidencias inducen a plantear la aplicación del NFT como un método para mejorar la calidad de vida en personas mayores.

En el presente estudio, se evaluaron los cambios cognitivos producidos en personas mayores de 60 años después de realizar tareas de NFT mediante una interfaz cerebro-ordenador (Brain Computer Interface, BCI).

2. Materiales y métodos

Para evaluar la efectividad del protocolo y la aplicación desarrollada, 63 participantes (mayores de 60 años) tomaron parte en este estudio. Todos ellos realizaron el test neuropsicológico de Luria para poder comprobar los potenciales cambios en las funciones cognitivas. Las tareas de NFT fueron llevadas a cabo por 31 usuarios (grupo experimental). Para ello, se registró y procesó la actividad encefalográfica para suministrar realimentación en tiempo real. Una vez que el grupo experimental completó el NFT, se compararon las puntuaciones del test de Luria antes y después de dicho entrenamiento. Estas puntuaciones también se compararon con las obtenidas por los restantes 32 sujetos (grupo de control) para asegurar que los cambios cognitivos eran debidos al entrenamiento.

3. Resultados

Después de únicamente cinco sesiones de entrenamiento, se encontraron mejoras significativas (p<0.01) en cuatro funciones cognitivas: visoespacial, lenguaje oral, memoria y área intelectual. Dichos cambios se muestran en la figura 1.

Figura 1. Cambios en las funciones cognitivas en el grupo de control (izquierda) y en el grupo experimental (derecha). Se aprecia una mejora generalizada en diferentes características cognitivas después de realizar el entrenamiento.

4. Discusión y Conclusiones

Hasta ahora, uno de los métodos más extendidos para estimular ciertas regiones corticales cerebrales ha sido la evocación de emociones [5]. Aunque se han presentado alternativas como el uso de herramientas BCI para realizar el NFT [6], hasta ahora no se había estudiado su aplicación en personas mayores como método para mejorar la plasticidad cerebral. De esta manera se consigue un mayor interés del usuario. Los resultados alcanzados muestran una mejora de distintas áreas cognitivas en únicamente 5 sesiones de entrenamiento mientras que, en estudios similares, fueron necesarias más de 30 sesiones para alcanzar resultados significativos [7].

En resumen, este estudio pone de manifiesto la utilidad del NFT mediante una herramienta BCI como medio para aumentar la plasticidad cerebral y mejorar las funciones cognitivas. Por tanto, esta novedosa propuesta podría ser de gran utilidad para ayudar a recuperar las funciones cognitivas asociadas al envejecimiento.

Agradecimientos

Este estudio ha sido financiado parcialmente por el “Proyecto Cero” 2011 en envejecimiento de la Fundación General CSIC, Obra Social La Caixa y CSIC, y el proyecto TEC2011-22987 del “Ministerio de Economía y Competitividad” y FEDER.

Referencias

[1] Arns, M., Heinrich H., Strehl, U., 2014. Evaluation of neurofeedback in ADHD: the long and winding road. Biol. Psychol. 95, 108-115

[2] Coben, R., Linden, M., Myers, T.E., 2010. Neurofeedback for autistic spectrum disorder: a review of the literature. Appl. Psychophysiol. Biofeedback 35, 83-105

[3] Tan, G., Thornby, J., Hammond, D.C., Strehl, U., Canady, B., Arnemann, K., Kaiser, D.A., 2009. Metaanalysis of EEG biofeedback in treating epilepsy. Clin. EEG Neurosci. 40(3), 173- 179

[4] Ghaziri, J., Tucholka, A., Larue V., Blanchette-Sylvestre, M., Reyburn, G., Gilbert, G., Lévesque, J., Beauregard, M., 2013. Neurofeedback training induces changes in white and gray matter. Clin. EEG Neurosci. 44(4), 265-272.Zoefel et al., 2011

[5] Zoefel, B., Huster, R.J., Herrmann, C.S., 2011. Neurofeedback training of the upper alpha frequency band in EEG improves cognitive performance. Neuroimage 54(2), 1427-1431

[6] Pineda JA, Friedrich EV, LaMarca K. Neurorehabilitation of social dysfunctions: a model-based neurofeedback approach for low and high-functioning autism. Front. Neuroeng. 2014, 7:29

[7] Angelakis, E., Stathopoulou, S., Frymiare, J.L., Green, D.L., Lubar, J.L., Kounios, J., 2007. EEG neurofeedback: a brief overview and an example of peak alpha frequency training for cognitive enhancement in the elderly. Clin. Neuropsychol. 21:110-129

Póster

Ponencia II Encuentro de Investigadores

Vídeo que acompañó la exposición oral del póster

Más información sobre el proyecto:

BCI-Ageing: Herramientas BCI para promover el envejecimiento activo