Juegos mentales

Marco Della Torre está sentado frente a una enorme pantalla plana, con un extraño artilugio parecido a una araña en la cabeza. Lentamente levanta los brazos y una roca virtual comienza a brillar y a temblar en la pantalla. Se tambalea un poco y luego se eleva, quedando brevemente suspendido en el aire.

Control del cerebro : Aquí se muestra el prototipo de la versión comercial de un nuevo controlador de videojuegos de Emotiv Systems. El auricular inalámbrico tiene 16 sensores integrados que registran señales eléctricas del cerebro.

Della Torre, ingeniera de producto de la startup Emotiv Systems de San Francisco, está haciendo una demostración del nuevo controlador de juegos de la compañía: un auricular que incorpora sensores que pueden detectar la actividad cerebral. Emotiv y su competidor, Neurosky, con sede en San José, están desarrollando los primeros dispositivos de juego que utilizan electroencefalografía (EEG), una tecnología de décadas de antigüedad en la que los electrodos colocados en el cuero cabelludo miden la actividad eléctrica en el cerebro.

Esta historia fue parte de nuestro número de julio de 2008

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En manos de los neurólogos, el electroencefalograma puede ser una herramienta poderosa para, por ejemplo, identificar el origen de las convulsiones en pacientes con epilepsia. Pero los desarrolladores de juegos quieren usar EEG para permitir que los jugadores controlen los entornos virtuales con sus mentes. Esperan que EEG se convierta en la próxima gran interfaz de computadora, un paso más allá de dispositivos como el control remoto de Nintendo Wii, que permite a los jugadores convertir los movimientos de sus manos en acciones en la pantalla.

Tanto Emotiv como Neurosky han generado un gran revuelo en el mundo de los videojuegos. Pero, ¿pueden los auriculares realmente proporcionar la experiencia que buscan los jugadores? La gente tiende a querer hacer ciencia ficción y [usar señales de EEG para] apuntar con el arma o volar el avión, dice Scott Makeig, neurocientífico de la Universidad de California en San Diego. Pero en realidad, los cambios en el EEG están relacionados con cambios en el estado de alerta y la excitación que son lentos por su naturaleza. Intentar usarlo para hacer cosas rápidas no es muy natural.

MÁS INFORMACIÓN:

• Cabezal Epoc

  Emotiv, $ 299
  Lanzamiento programado para la temporada navideña de 2008

  
  
  

• Mentalidad

  Neurosky, estimado $ 49 y más
  Aún no disponible para el público

Y medir las señales cerebrales es bastante complicado en primer lugar. Los movimientos musculares leves, por ejemplo, pueden generar potenciales eléctricos 10 veces más fuertes que los producidos por las neuronas. Los científicos que usan EEG intentan filtrar este ruido a través de varios medios: mejorando la sensibilidad del sensor aplicando gel conductor en el cuero cabelludo, colocando sensores en gorras especialmente ajustadas a la cabeza de un sujeto y empleando un análisis de señal complejo. Ha resultado difícil eliminar de manera convincente la contaminación de las señales de EEG, dice Alan Gevins, neurocientífico y fundador de SAM Technology en San Francisco, una compañía que está desarrollando pruebas médicas basadas en EEG para evaluar la atención y la memoria.

Al tratar de diseñar un auricular adecuado para juegos, Emotiv y Neurosky enfrentan un desafío abrumador: no debe requerir geles pegajosos, debe ser lo suficientemente simple como para que cualquier usuario se lo ponga (sin importar la forma extraña que tenga la cabeza), y debe utilizar respuestas lentas de EEG para controlar acciones rápidas. Para ver cómo les está yendo, volé a California a principios de este año para probar ambos dispositivos, con la ayuda de Gevins.

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• Alan Gevins, neurocientífico y fundador de SAM Technology, habla sobre EEG.

Como yoda
Sentado en un sofá de cuero negro en las elegantes oficinas de Emotiv en el centro de San Francisco, el productor de juegos Zachary Drake me coloca los auriculares Epoc en la cabeza. El contorno de una cabeza en la pantalla de televisión frente a mí indica la calidad de la señal que proviene de cada uno de los 14 electrodos de los auriculares. Los míos registran principalmente de color amarillo, medio a pobre.

Estoy probando un juego desarrollado específicamente para mostrar las capacidades de Epoc. Frente a una pagoda contra un paisaje de picos escarpados y árboles recortados, un maestro de artes marciales me ordena levantar una roca usando solo mis pensamientos. Tratando de convocar una intensidad similar a la de Yoda, me concentro en la roca y hago un movimiento de elevación con la mano. (Si bien Della Torre dice que no es necesario realizar el movimiento físicamente, a menudo ayuda). Al principio, la piedra no hace nada. Luego se eleva levemente, se agita en el aire y se hunde.

El juego incluye algunas sesiones de entrenamiento, en las que el software busca patrones específicos de actividad eléctrica que ocurren cuando pienso en levantar una piedra o hago el movimiento para levantar. Luego, el programa intentará detectar y responder a esos patrones una vez que comience la reproducción. En teoría, en realidad no necesito imaginarme levantando la piedra: cualquier patrón específico de actividad cerebral, o potencialmente incluso de actividad muscular, podría estar vinculado a una orden. Si pensara repetidamente en empujar durante el período de entrenamiento, la computadora consideraría que la señal para levantar.

Esa calibración del sistema no siempre es precisa. Durante mi ejecución de prueba, la piedra se eleva en el aire cuando me alejo de la pantalla para anotar en mi cuaderno. También hago volar una montaña sin querer hacer nada. Drake explica esto y dice que soy como un mago que recién está aprendiendo a lanzar hechizos. A veces, se disparan cuando ni siquiera lo estás intentando.

El auricular Emotiv tiene otros dos supuestos poderes, los cuales podrían estar más en sintonía con los puntos fuertes de EEG. Utilizando señales musculares recogidas de los movimientos de la cara y los ojos, puede leer las expresiones faciales, por lo que podría ayudar a animar los avatares de las personas, sus alter egos digitales, en mundos virtuales como Second Life. (Se están desarrollando cámaras mejoradas por software para hacer cosas similares). Más novedosa es la capacidad de los auriculares para detectar aproximadamente su estado de ánimo, ya sea que esté comprometido (ya sea enfadado o atento) o no. El cielo en el juego de artes marciales se ilumina en naranja cuando comienzo a concentrarme y se vuelve verde cuando miro por la ventana.

Chris Linder, un desarrollador que trabaja en un juego que se enviará con la versión comercial del dispositivo Emotiv, dice que su equipo disfrutó más diseñando funciones que aprovechan estos dos aspectos. Si bien Linder, el cofundador de Demiurge Studios en Cambridge, MA, no quiere divulgar detalles de su juego naciente, da el ejemplo de permitir que el jugador camine sobre el agua, pero solo mientras mantiene un nivel constante de calma. Si te emocionabas demasiado, simplemente te hundirías, dice Linder, cuya compañía también desarrolló algunos de los primeros juegos para Wii.

Aproximadamente 50 millas al sur de las oficinas de Emotiv en San Francisco se encuentran las de su principal competidor, Neurosky, que ha adoptado un enfoque mucho más simple para crear un dispositivo EEG comercial. El auricular que ha desarrollado tiene un solo sensor, que descansa en la frente, y un procesador incorporado que analiza las señales entrantes antes de enviar datos de forma inalámbrica a una computadora.

El dispositivo Neurosky intenta detectar diferentes estados mentales mediante el análisis de ondas cerebrales: fluctuaciones rítmicas en el voltaje medido por electrodos de EEG. Si bien no existe una correspondencia uno a uno entre el estado mental y un ritmo cerebral específico, los científicos han informado vínculos específicos. Ciertos patrones de ritmos theta, que ocurren con una frecuencia de cuatro a siete hercios, están relacionados con la somnolencia. Las ondas alfa, de ocho a doce hercios, son características de la relajación. (Las ondas alfa también se pueden inducir cerrando los ojos). Los algoritmos destilan las señales eléctricas registradas por el sensor en un solo número de salida, que luego puede usarse como un elemento de control en un videojuego u otra aplicación. Un segundo conjunto de algoritmos está diseñado para detectar un estado mental que la empresa denomina meditación. (Como fue el caso con el dispositivo de Emotiv, la actividad muscular probablemente también entra en juego aquí. Cuando intentas concentrarte, por ejemplo, es probable que te quedes sentado y no muevas la cabeza ni los ojos; la disminución de la actividad muscular puede ser un factor en el análisis del dispositivo).

Al jugar un juego simple diseñado para mostrar las capacidades del dispositivo, levanto con éxito un bloque virtual en el aire concentrándome. También prendo fuego a una rama manteniendo esa concentración: la rama chispea y humea y luego explota en llamas, una experiencia inesperadamente satisfactoria. Luego, me concentro valientemente en mi interior y me las arreglo para levantar un avión hundido de un lago.

El comprador tenga cuidado
¿Qué piensan los neurocientíficos, que han estado utilizando EEG durante décadas, sobre los intentos de estas empresas de convertir una herramienta de investigación en una tecnología de juego? Las personas con las que hablé son uniformemente escépticas de que los dispositivos se basen solo en la actividad cerebral. (Neurosky reconoce esto, mientras que el presidente de Emotiv, Tan Le, insiste en que la función de telequinesis utiliza solo señales eléctricas que emanan del cerebro). Gerwin Schalk, científico investigador del Centro Wadsworth en Albany, Nueva York, está desarrollando sistemas basados ​​en EEG. que permiten a las personas gravemente paralizadas interactuar con las computadoras. Dice que con su sistema de segunda generación, se necesitan varias horas de entrenamiento para controlar un grado de libertad de movimiento, lo que se necesita para levantar una piedra en el videojuego Emotiv. Se necesita una práctica más extensa para desarrollar el control multidimensional. Si quisiera captar señales para mover una nave espacial hacia la izquierda o hacia la derecha, sería mucho más fácil para una persona hacerlo con la expresión facial que con la actividad cerebral, dice Schalk.

Alan Gevins, quien ha estado estudiando EEG durante los últimos 40 años, está de acuerdo. Si los sensores no hacen buen contacto con el cuero cabelludo, se moverán ligeramente y generarán un artefacto cuando se mueva la cabeza, dice. Estos artefactos a menudo no son tan obvios y no se eliminan fácilmente mediante algoritmos. Emotiv se negó a mostrarnos los datos de EEG sin procesar recopilados por su dispositivo, citando preocupaciones de propiedad, por lo que era imposible determinar si los auriculares y el software de análisis estaban realmente filtrando el ruido y midiendo la actividad cerebral de manera consistente.

Si bien Gevins reconoce que para un sistema de juegos, no importa qué tipo de señales esté usando el dispositivo, le preocupa que exagerar la capacidad de EEG para leer su mente podría dañar la reputación de la tecnología. Están muy arriesgados con las etiquetas que le están poniendo a las cosas, dice.

Otros esperan que los dispositivos EEG puedan tener aplicaciones médicas. Lesco Rogers, un especialista en manejo del dolor en el Centro Médico de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte, ha estado en conversaciones con Neurosky sobre la prueba de su dispositivo para su uso con pacientes con accidente cerebrovascular. Rogers está considerando usos muy simples de la tecnología, como permitir que los pacientes discapacitados enciendan un televisor. Lo que hace que la tecnología sea interesante para mí es el precio, dice.

Mientras tanto, la capacidad de EEG para medir el estado de alerta y la excitación podría agregar una nueva capa interesante a los videojuegos: en una exhibición involuntaria de una de las características de Epoc, el cielo brillaba de color naranja brillante cuando Della Torre, todavía usando los auriculares después de una demostración, discutía con un científico escéptico. Pero la tecnología todavía parece demasiado limitada para tener el impacto transformador de Wii. Es cierto que los dispositivos de Emotiv y Neurosky pueden, en un nivel muy simple, leer tu mente, y levantar ese plano con los poderes de concentración se sintió muy impresionante. Pero es probable que la novedad de los dispositivos desaparezca rápidamente, y es probable que los jugadores que esperan tener la capacidad de ejercer un control mental preciso se sientan decepcionados.

Emily Singer es NIÑOS Editor de biotecnología y ciencias de la vida.

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