Protocolos y fundamentos básicos del Neurofeedback

Después de algo más de un mes desde la última publicación haciendo una breve introducción sobre lo descubierto en líneas muy generales acerca del Neurofeedback, he tenido la oportunidad de seguir profundizando en la materia (no mucho) y empezar a entender como funciona un poco más desde dentro toda la “maquinaria” y la filosofía detrás de este sistema.

NeuroMore Studio en acción

Conceptos clave de Neurofeedback

El NFB es útil para una gran variedad de aplicaciones y análisis de diferente índole, pero uno de los pilares clave se basa en algunos conceptos clave:

El sistema Cuaternario de Ondas Electromagnéticas

En primer lugar, hay que entender que hasta la fecha en cuanto a corrientes eléctricas se refiere, el ser humano solo es capaz de entenderlo de forma simplista, a través de un sistema, binario, ternario, o cuaternario. Los ordenadores son binarios en su máxima simplicidad, y los esfuerzos que se realizan en estos momentos, son principalmente orientados a poder incorporar más transistores que son en esencia cada uno de esos micro elementos que dan ese estado binario a gran escala. Por eso hasta la fecha la velocidad de los ordenadores va en gran medida directamente proporcionada, al numero de transistores que tienen sus chips. Esto es algo técnico pero nos ayudará a entender algo fundamental: El sistema cuaternario en el que se basa el Neurofeedback es en función de la longitud de onda electromagnética de cada punto del cerebro. Si tomamos una referencia, por ejemplo con un electrodo situado en el cráneo apuntado al lóbulo prefrontal (también llamado FP1, luego explicare un poco en lineas generales sobre la nomenclatura), podríamos analizar justo en ese punto, 4 estados principales:

Tipos de Ondas Cerebrales, Alpha, Beta, Theta y Delta
  • Estado Beta: Máxima actividad cerebral: En este se suele incluir el estado gamma que incluye la frecuencia entre 14 a más Hz. Básicamente, si lo vemos en un gráfico, se vería una especie de linea recta, o una linea casi recta muy dentada.
  • Estado Alpha: Mediana actividad: Suele asociarse al estado de relajación y suele estar en 9–13 Hz.
  • Estado Theta: Baja actividad: Suele asociarse al estado de gran meditación, o pre-sueño: 4–8 Hz.
  • Estado Delta: Actividad nula de consciencia, o a veces se presenta ante algunos daños en el cerebro. ~0–3 Hz.

Ojo porque estos estados en niños y en ciertos estados perturbados (como daños cerebrales), no son nada fiables.

Esto quiere decir que si el electrodo es capaz de ir viendo en que longitud de onda se encuentra ese punto concreto del cerebro a cada momento, podríamos decir, que tiene uno de los 4 estados, simplificándolo mucho, podemos decir que tiene 1 (beta), 2 (alpha), 3 (theta) y 4 (delta).

Yendo un poco más lejos, a efectos reales, al estado 4 es casi imposible de llegar en una práctica normal de NFB (a no ser que te quedes dormido), por tanto lo interesante a monitorizar son los estados del 1 al 3, por tanto en realidad estaríamos ante un sistema ternario.

El “Mapa” Cerebral de Puntos: El sistema 10–20

El segundo elemento clave es identificar los 19 puntos más relevantes como áreas del cerebro donde se pueden hacer tomas de datos. Hay sistemas con muchísimos más puntos, hasta el punto de tener literalmente todo el cráneo repleto de electrodos, e incluso hay sistemas con micro-electrodos que pueden llegar a incorporar hasta mas de 500 electrodos en el cerebro.

Pero para un nivel “amateur” o para poder entender los elementos básicos de este sistema y poder ejecutar algunos “protocolos” (que explicaremos a continuación), para alcanzar ciertas metas con nuestro cerebro, con 19 electrodos, o incluso menos, es más que suficiente. De hecho el 90% de los protocolos existentes en la actualidad, no requieren más de 8 electrodos (principalmente por el hecho de que las máquinas de NFB terapéuticas apenas se comercializan con 4 a 8 canales e incluso menos aunque ya están emergiendo con 16, e incluso más a costes razonables, como es el caso del OpenBCI que comentábamos en el articulo anterior).

El mapa son los puntos exactos donde hay que colocar los electrodos en caso que deseemos hacer uno u otro ejercicio:

Posicionamiento de los Electrodos 10 20

En este caso como podemos ver, el punto exacto al que hace referencia el FP1, que comentábamos en el anterior punto.

Ahora sí: Introducción a los Protocolos

Teniendo ya las dos variables clave, ahora solo necesitamos entender como funciona la vida. Para ello se planteo un sistema de Protocolos.

Un protocolo se basa en tres conceptos básicos:

  • Estado deseado
  • Premios/Rewards
  • Esquema o Diagrama

Estado Presente vs Estado Deseado

Al final de cuentas el Neurofeedback se basa esencialmente en alcanzar objetivos. Si por ejemplo, nuestro objetivo es entender como funciona la mente de un experto practicante de meditación, que mejor que conectarle los 19 electrodos (o más) en su cráneo, y observar como fluctúan las ondas durante una sesión de meditación y como fluctúan las ondas, mientras que esta viendo la TV, o después de un incidente.

Supongamos el siguiente ejemplo (no es real, solo a efectos de explicación):

  • En estado de peligro, después de un incidente, se observan cambios en la región C y P (centro-parietal), izquierda ( 3) del mapa (10–20), esto simbolizaría los puntos C3 y P3, con tendencia hacia niveles beta, y en cambio se observa una tendencia hacia la zona prefrontal completa a estado beta (FP1 y FP2).
  • En estado de meditación, se observan cambios en la región Temporal izquierda (T3) y derecha (T4) hacia un estado delta y en la región prefrontal hacia un estado alpha (FP1 y FP2).

(Recordar que esto es un ejemplo, no son estados reales). Después de habernos dado cuenta de esto, observamos que eso ocurre con una muestra de 30 expertos en meditación de manera muy similar, con lo cual sacamos la conclusión de que si nuestro objetivo es dirigirnos a un estado de meditación, tendremos que intentar hacer un trabajo y un esfuerzo, con objeto de potenciar los elementos que comentábamos antes (theta en T3/T4 y alpha en FP1 y FP2, repito no tienen porque ser reales estos datos, ya hablaremos de algo más real más adelante)

Los Premios o Rewards

Los “premios” o “rewards”, que en remidas cuentas, son algo que otorgamos al paciente o cliente que esta ejecutando el programa de NFB cuando alcanza el estado deseado. ¿Como se hace esto? De diversas formas

La forma más común sería utilizando algún tipo de juego que premie cuando lo hagamos bien (es decir, cuando nuestras ondas cerebrales se acerquen al estado deseado), o hay otros métodos por ejemplo, poniendo una música que aumenta o reduce el volumen en función de si lo hacemos bien o no. También hay otros sistemas muy interesantes como los sonidos de ambiente basados en premio/castigo (es decir, pongamos el sonido de una playa placida cuando estamos en estado deseada, y una playa turbulenta con truenos y relámpagos cuando estamos fuera de ese estado).

Esta es la clave del Neurofeedback, por eso la palabra “Feedback”: El sistema nos dice cuando lo estamos haciendo bien o mal, a través de señales externas (en este caso, auditivas, en el caso de la música y la playa, o visuales, en el caso de los juegos). Esto es lo que hace a esta disciplina con respecto a la meditación clásica en una sala con un montón de practicantes, que no tenemos un Feedback real de si se esta trabajando la sesión adecuadamente, o si por el contrario, nosotros salimos pensando que hemos hecho una buena tarde, cuando en realidad puede haber sido totalmente lo contrario (o incluso peor, no ser conscientes de que de verdad, nunca hemos trabajando bien el ejercicio, y por eso nunca conseguir ninguna mejoría a pesar de la práctica).

Los esquemas o Diagramas de análisis y uso

Finalmente todo esto se recompone a través de un diagrama. En ese diagrama, se incorporan todas estas variables y se le indica a un programa, que nos de el premio/reward, o nos castigue. Evidentemente, esto tiene que estar automatizado de alguna forma, porque a no ser que tuviéramos a un practicante a nuestro lado mirando las ondas y nos gritara cuando viera que nos salimos del estado deseado, sería muy complejo poder hacer que todo esto sirviera para algo.

La mayoría de los practicantes y terapeutas de Neurofeedback, utilizan software muy avanzado, que ya tienen un montón de protocolos integrados en el sistema, y ellos solo se encargan de monitorizar los resultados. En cierta medida son como los anestesistas durante una operación: Ponen la anestesia, y se sientan a esperar y a controlar las constantes vitales durante una operación. Y si la cosa se desvía, se encargan de realizar los ajustes pertinentes para conducir la “operación” (la sesión) al éxito (por ejemplo, que un electrodo no este bien puesto o necesite más pasta conductora, o que simplemente no se llega nunca a alcanzar el estado deseado durante toda la sesión y tratar de explicar que es lo que esta pasando)

Estos software, ya traen estos diagramas como comentaba, incluidos dentro del sistema y solo basta con “picar” en uno u en otro y comenzar la sesión una vez que la configuración y los electrodos están correctamente posicionados en el cráneo y recibiendo las ondas electromagnéticas sin ruidos o interferencias eléctricas

Pero luego estamos, los que queremos hacer e investigar por nosotros mismos. Ahí es donde tenemos que sentarnos y buscar, aprender y probar nuevos protocolos o protocolos ya existentes, y configurarlos de nuestra propia mano. Para eso necesitamos un software como los que comentábamos en el anterior articulo: BioEra, BioExplorer, o el reciente software recién liberado, NeuroMore Studio que ya comentaremos en profundidad en otro artículo más adelante.

Estos software, lo que traen son los “Diseñadores”, es decir, como una mesa con un montón de bloques y cables y lo único que tenemos que hacer es unir unos bloques con otros mediante esos cables. Evidentemente, tenemos que entender cuales son las entradas y salidas de cada bloque, para saber donde tenemos que enchufar cada cable, y luego entender para que sirve cada tipo de bloque: Aquí es donde radica con diferencia, lo más complejo del mundo del Neurofeedback, y no voy a profundizar ahora.

Esto es un ejemplo de diseño (sin premios) utilizando las salidas que provee el Emotiv EPOC (que también comentábamos en el anterior articulo)

Diseño sin premios de un Emotiv EPOC

Si nos fijamos en el bloque rojo, están todas las salidas de los electrodos del Emotiv EPOC (que tiene 14), y luego otro montón de salidas que son algoritmos predefinidos (protocolos en esencia), que suelen traer estos dispositivos por defecto (como por ejemplo, un protocolo para medir la frustración, la sonrisa, el enfado, etc…). Dependiendo de si queremos hacer uso directamente de estos protocolos pre-configurados, o si queremos crearnos uno nosotros mismos, enlazaríamos los puntos del 10–20 que trae en cada electrodo el Emotiv (F7, F3, T7, P7, etc…) con las cajitas de colores (moradas, azules), que cumplen su función.

Por ejemplo las moradas son DSP, es decir, procesadores de señal, concretamente como puede verse son FFT, es decir funciones correctores de onda o ventanas. Suele servir para facilitar la corrección con calibración, dado que si aplicamos la señal por defecto, habrá días que a lo mejor tengamos tendencia a estar con unas ondas beta mas bajas que otros, y esto podría “corromper” los resultados. Luego las cajas azules son funciones matemáticas, son útiles si lo que queremos es por ejemplo sumar diferentes estados en diferentes puntos para simular un área grande (ejemplo, supongamos que le damos 1 punto por cada punto de la zona temporal izquierda que alcance el estado alpha, y en total tenemos 3 electrodos puestos (T3, T5 y T7). Por tanto diríamos algo así como:

0 puntos: mal
1 punto: regular
2 puntos: bien
3 puntos: muy bien

Y con esto podríamos determinar cuando “éxito” estamos consiguiendo con objeto de alcanzar el estado deseado.

Debo advertir de nuevo, que estoy simplificando la teoría a unos extremos significativos. Los protocolos suelen ser algo más complejos que esto que aquí comento, y sobre todo se basan en mucha experimentación.

Otra cosa muy interesante, que ofrecen los diagramas, es la capacidad de “Gamificación” del Neurofeedback o capacidad de analizar nuestros progresos de manera “divertida” o como un reto. Si por ejemplo, ponemos una caja que nos de 1 punto por cada 5 segundos que pasamos en el estado deseado, podríamos hacer una suma de puntos en un intervalo de una sesión (por ejemplo 30 minutos), y ver nuestros progresos (o como el primer día conseguimos 20 puntos, y 1 mes después, estamos consiguiendo 200 puntos de media)

Conclusiones

Sin extenderme mucho más, hemos podido hacer un recorrido al mundo de los protocolos de Neurofeedback, y entender de que va esta historia. En artículos siguientes, espero poder hacer una introducción al NeuroMore Studio, un software de momento gratuito, muy interesante, y con bastante potencial, y también poder entrar en profundidad en algunos protocolos concretos para poder analizarlos y porque no, practicarlos y observar los resultados a lo largo de varios días.

Si tenéis interés en algún tipo de protocolo en concreto, no dudéis en comentarlo aquí. En principio voy a intentar enfocarme en protocolos sencillos (para mejorar, la atención, la creatividad, el estado de relax, un poco relacionado a la meditación, la memoria, etc…) es decir, los típicos casos que suelen interesarnos a todos en general.

Y recordar, si quieres comentar algo sobre todo esto tienes tres opciones:

  1. En el ForoTOC.com: http://www.forotoc.com/discusion-de-articulos/(neurofeedback)-protocolos-y-fundamentos-basicos-del-neurofeedback/
  2. En el Grupo de Facebook: https://www.facebook.com/groups/forotoc/
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