Un equipo de investigadores de la Universidad de Texas en Austin, en colaboración con el laboratorio médico del ejército de Estados Unidos, ha desarrollado un dispositivo ultrafino y flexible que se adhiere a la frente como una calcomanía y permite registrar de forma continua y no invasiva el esfuerzo cognitivo de una persona
A diferencia de los sistemas tradicionales de electroencefalografía (EEG), que suelen requerir cables, geles conductores y una instalación especializada, este nuevo dispositivo —denominado e-tattoo— no interfiere con la movilidad del usuario, funciona de forma inalámbrica y es capaz de recoger señales durante más de 28 horas sin interrupciones.
“Ahora podemos monitorizar la tensión mental, algo que no se había registrado hasta ahora. Esto podría cambiar radicalmente la forma en que las organizaciones garantizan el bienestar general de sus empleados”, afirma Luis Sentís, profesor adjunto del departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Texas y coautor del estudio.
Pilotos, cirujanos, conductores o soldados podrían beneficiarse del dispositivo que alerta de una sobrecarga cognitiva
El estudio, publicado en la revista Device, demuestra que esta fina lámina flexible puede registrar simultáneamente la actividad eléctrica del cerebro y del movimiento ocular. Gracias a unos electrodos fabricados a partir de un polímero adhesivo con grafito (APC-GPU), el dispositivo puede distinguir con precisión entre distintos niveles de carga mental. Además, mantiene una señal clara incluso tras varias horas de uso o bajo condiciones de sudoración intensa, un reto difícil de sortear en dispositivos de este tipo.
Para validar su funcionamiento, el equipo realizó pruebas con seis voluntarios que participaron en una tarea cognitiva conocida como dual N-back, una prueba que exige memoria de trabajo y atención sostenida. En este ejercicio, los participantes debían recordar simultáneamente letras y posiciones de una cuadrícula, comparándolas con estímulos mostrados varios pasos atrás. A cada voluntario se le aplicó un e-tattoo personalizado, adaptado a la forma de su rostro, para garantizar una colocación precisa de los sensores.
“Medimos los rasgos faciales de los participantes para crear e-tatuajes personalizados y garantizar que los sensores estén siempre en la ubicación correcta y reciban señales”, explica Nanshu Lu, experta en ingeniería aeroespacial y mecánica y coautora del estudio.
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A través de algoritmos de aprendizaje automático, entrenados con las señales recogidas por el tatuaje, el sistema fue capaz de identificar con alta fiabilidad cuándo los participantes estaban sometidos a más exigencia mental.
Este tipo de sistemas tiene un interés creciente en la cada vez más común interacción humano-máquina. Cuanto más complejos son los entornos tecnológicos, más importante es entender cómo se encuentra la persona que los maneja. El avance presentado por el equipo texano marca un punto de inflexión al demostrar que es posible medir el esfuerzo mental de forma continua sin interferir en la actividad diaria. Tanto es así que su diseño ultrafino se adhiere sin molestias y cuenta con una batería que permite más de 28 horas de uso continuo.
“El objetivo es dotar de una herramienta cómoda y precisa para monitorizar el estado mental de operadores en tiempo real, en contextos donde un fallo humano puede ser crítico”, explica Sentís. Pilotos, cirujanos, conductores o soldados podrían beneficiarse de uno de estos “tatuajes” que alerte de una sobrecarga cognitiva, antes de que derive en un error, sugiere el estudio.
La sudoración mejora la conductividad del dispositivo, reduciendo la impedancia eléctrica sin comprometer la adherencia, lo que puede ser una ventaja en aplicaciones reales. Sin embargo, los autores reconocen que actualmente el e-tatuaje solo puede aplicarse en zonas sin vello, como la frente, y ya trabajan en versiones para otras áreas del cuero cabelludo.
El coste es otra ventaja. Los autores remarcan que los equipos de electroencefalografía tradicionales pueden superar los 15.000 dólares, mientras que los chips y la batería del tatuaje electrónico cuestan 200 dólares. “Su bajo coste hace que el dispositivo sea accesible”, dice Sentís. “Uno de mis deseos es convertir el tatuaje electrónico en un producto que podamos usar en casa”.
Aunque el prototipo aún no está disponible comercialmente, los resultados abren la puerta a múltiples aplicaciones, desde el entrenamiento personalizado hasta la mejora de la seguridad laboral. A futuro, el estudio plantea ampliar la cobertura para captar señales de otras regiones cerebrales y detectar estados mentales adicionales como estrés, fatiga o trastornos del sueño.