Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: https://hdl.handle.net/20.500.12104/106898
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dc.contributor.authorBarajas González, Emilio
dc.date.accessioned2025-05-02T17:37:15Z-
dc.date.available2025-05-02T17:37:15Z-
dc.date.issued2025-01-07
dc.identifier.urihttps://wdg.biblio.udg.mx
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.12104/106898-
dc.description.abstractEste trabajo aborda el estudio del habla imaginada como una herramienta para mejorar la comunicación en personas con discapacidad del habla. Estas discapacidades provocadas por enfermedades neurodegenerativas, lesiones cerebrales, trastornos del desarrollo o envejecimiento, limitan la capacidad de emitir sonidos acústicos comprensibles, pero no de imaginar el habla internamente. A partir de eso, se propone un marco de referencia que permita estandarizar los aspectos metodológicos asociados a este campo, diferenciando entre las principales vertientes de expresión de sílabas, comandos y necesidades básicas. La investigación busca solucionar problemas derivados de la diversidad de metodologías existentes en los estudios del habla imaginada, como la falta de protocolos claros y comparables, un desafío que ha limitado el avance en este campo. Inspirados en la estandarización de la imaginación motora, se propone formalizar los protocolos metodológicos para mejorar la comprensión y comparación de los estudios, estableciendo relaciones entre señales electroencefalográficas y tareas específicas de imaginación. Para alcanzar esto se realizó una revisión del estado del arte con el propósito de identificar tendencias y diferencias en las metodologías existentes, crear tablas comparativas que resalten los enfoques, objetivos y características principales de cada vertiente, proponer soluciones a los problemas metodológicos identificados e implementar y evaluar tres metodologías representativas del habla imaginada, considerando la experiencia del usuario y el desempeño predictivo. Esta investigación tiene como objetivo final generar un marco de referencia sólido y multidimensional que facilite la decodificación del habla imaginada mediante señales EEG y permita avanzar en el diseño de interfaces cerebro-computadora.
dc.description.tableofcontentsÍndice Contenido Capítulo I ........................................................................................................................................ 12 1. Introducción ............................................................................................................................ 12 1.1 Antecedentes .................................................................................................................. 12 1.2 Planteamiento del problema ........................................................................................... 13 1.3 Hipótesis ......................................................................................................................... 13 1.4 Justificación.................................................................................................................... 13 1.5 Objetivo general ............................................................................................................. 14 1.5.1 Objetivos específicos ................................................................................................. 14 Capítulo II ...................................................................................................................................... 15 2. Marco Teórico......................................................................................................................... 15 2.1 Discapacidades en la comunicación humana ................................................................. 15 2.2 Interfaces bioelectrónicas para la comunicación............................................................ 16 2.2.1 Habla Subvocal .............................................................................................................. 17 2.2.2 Blink-To-Speak (BTS) ................................................................................................ 17 2.2.3 BCI ............................................................................................................................. 19 2.2.4 Imaginación Motora ....................................................................................................... 19 2.3 El cerebro ............................................................................................................................. 21 2.3.1 Divisiones anatómicas principales ................................................................................. 21 2.3.2 Áreas cerebrales implicadas en el habla ..................................................................... 22 2.3.2.1 Modelo antiguo: Áreas de Broca y Wernicke ............................................................. 22 2.3.2.2 Modelo de doble corriente de la anatomía funcional del lenguaje ............................. 24 2.4 Registro de la actividad cerebral .......................................................................................... 26 2.4.1 Electroencefalografía (EEG) .......................................................................................... 27 2.4.2 Colocación de electrodos ............................................................................................... 28 2.4.2.1 Sistema 10/20 .............................................................................................................. 28 2.4.2.2 Sistema 10/10 .............................................................................................................. 29 2.5 Necesidades Básicas ............................................................................................................. 30 2.6 Protocolos de adquisición ..................................................................................................... 31 2.6.1. Paradigmas para la obtención de señales electroencefalográficas ................................ 31 2.6.2. Estímulos utilizados para la producción de respuestas evocadas ................................. 32 2.6.2.1 Estímulos para la imaginación de sílabas ................................................................... 32 3 2.6.2.2 Estímulos para la imaginación de comandos .............................................................. 33 2.6.2.3 Estímulos para la imaginación de necesidades básicas .............................................. 33 2.7 Procesamiento de señales EEG ............................................................................................ 34 2.7.1 Acondicionamiento de señales....................................................................................... 34 2.7.2 Filtros digitales .............................................................................................................. 34 2.7.3 Segmentación ................................................................................................................. 35 2.7.5 Caracterización .............................................................................................................. 36 2.7.5.1 Características: ............................................................................................................ 36 2.8 Aprendizaje Automático ....................................................................................................... 38 2.8.1 Aprendizaje supervisado y no supervisado .................................................................... 38 2.8.2 Algoritmos biclase y multiclase ..................................................................................... 38 2.8.4 Algoritmos de clasificación ........................................................................................... 39 2.8.5 Métricas de Desempeño ................................................................................................. 41 2.8.6 Técnicas de validación: K-Fold Cross Validation ......................................................... 43 Capítulo III ..................................................................................................................................... 44 3. Metodología ............................................................................................................................... 44 3.1 Revisión del estado del arte en torno al Habla Imaginada ............................................. 44 3.2 Clasificación de estudios del Habla Imaginada en vertientes, según su enfoque .......... 45 3.2.1 Imaginación de sílabas ............................................................................................... 46 3.2.2 Imaginación de comandos .......................................................................................... 46 3.2.3 Imaginación de necesidades básicas .......................................................................... 47 3.2.4 Organigrama del Habla Imaginada ............................................................................ 47 3.3 Identificación de problemas metodológicos propuesta para su solución ....................... 47 3.3.1 Identificación de problema metodológico: selección de electrodos basados con base al modelo antiguo del lenguaje ................................................................................................... 48 3.3.2 Propuesta de solución: Selección de electrodos basados en el modelo de doble corriente .................................................................................................................................. 49 3.3.3 Tabla comparativa de los registros basados en ambos modelos ................................ 49 3.4 Implementación de protocolos para el estudio de los enfoques de Habla Imaginada .... 49 3.4.1 Implementación de la vertiente: Imaginación de sílabas ........................................... 53 3.4.2 Implementación de la vertiente: Imaginación de comandos ...................................... 54 3.4.3 Implementación de la vertiente: Imaginación de necesidades básicas....................... 55 3.5 Procesamiento de señales EEG ...................................................................................... 56 Capítulo IV ..................................................................................................................................... 58 4 4. Resultados y discusión ............................................................................................................ 58 4.1 Habla Imaginada ............................................................................................................ 58 4.3 Clasificación de estudios del Habla Imaginada en vertientes, según su enfoque .......... 67 4.3.1 Imaginación de sílabas ............................................................................................... 67 4.3.2 Imaginación de comandos .......................................................................................... 67 4.3.3 Imaginación de necesidades básicas .......................................................................... 68 4.4 La Imaginación Motora y su relación con el Habla Imaginada ..................................... 68 4.5 Propuesta de solución: Selección de electrodos basados en el modelo de doble corriente 69 4.6 Resultados implementación de protocolos ..................................................................... 71 4.6.1 Análisis cuantitativo ................................................................................................... 71 4.6.2 Adquisición de señales electroencefalográficas ......................................................... 71 4.6.3 Adquisición de la base de datos de señales EEG ....................................................... 72 4.6.3.1 Descripción de los experimentos ........................................................................... 74 4.6.3.2 Propuesta de colocación de electrodos ................................................................... 75 4.6.3.3 Diseño de material de entrenamiento ..................................................................... 76 4.6.3.4 Parámetros del equipo ............................................................................................ 77 4.6.4 Procesamiento de señales EEG .................................................................................. 77 4.6.4.1 Filtrado ................................................................................................................... 77 4.6.4.2 Segmentación ......................................................................................................... 78 4.6.4.3 Filtro Wavelet......................................................................................................... 81 4.6.4.4 Caracterización ....................................................................................................... 82 4.6.4.5 Formación del dataset ............................................................................................ 83 4.6.5 Aprendizaje automático ............................................................................................. 84 4.6.6 Resultados de clasificación para las vertientes estudiadas ......................................... 84 4.6.6.1 Resultados de clasificación para la imaginación de sílabas ................................... 84 4.6.6.2 Resultados de clasificación para la imaginación de comandos .............................. 86 4.6.6.3 Resultados de clasificación para la imaginación de necesidades básicas .............. 88 4.6.6.4 Conclusiones generales resultados de clasificación ............................................... 90 4.7 Análisis cualitativo ......................................................................................................... 90 4.7.1 Perfil de los participantes ........................................................................................... 90 4.7.2 Experiencia con la colocación de electrodos ............................................................. 91 4.7.3 Experiencia durante la prueba .................................................................................... 93 4.7.4 Claridad de las instrucciones ...................................................................................... 95 5 4.7.5 Nivel de comodidad y concentración en la imaginación ........................................... 96 4.7.6 Autoevaluación de concentración y compromiso ...................................................... 98 4.7.7 Opiniones sobre la información proporcionada ......................................................... 98 4.7.8 Consideraciones para el estudio del habla imaginada en sus diferentes modalidades99 4.7.8.1 Consideraciones para la imaginación de sílabas .................................................... 99 4.7.8.2 Consideraciones para la imaginación de comandos ............................................... 99 4.7.8.3 Consideraciones para la imaginación de necesidades básicas ............................... 99 Capítulo V .................................................................................................................................... 100 5. Conclusiones ......................................................................................................................... 100 Productos obtenidos ..................................................................................................................... 101 Referencias ................................................................................................................................... 102 6. Anexos .................................................................................................................................. 109 Anexo 1: Aceptación del protocolo del Comité de Ética del CUCS ........................................ 109 Anexo 2: Consentimiento informado para sujetos experimentales .......................................... 110
dc.formatapplication/PDF
dc.language.isospa
dc.publisherBiblioteca Digital wdg.biblio
dc.publisherUniversidad de Guadalajara
dc.rights.urihttps://www.riudg.udg.mx/info/politicas.jsp
dc.subjectHabla Imaginada
dc.subjectEeg
dc.subjectInterfaces Cerebro-Computadora
dc.subjectEstandarizacion Metodologica
dc.titleDecodificación del habla imaginada mediante señales electroencefalográficas y aprendizaje automático
dc.typeTesis de Maestría
dc.rights.holderUniversidad de Guadalajara
dc.rights.holderBarajas González, Emilio
dc.coverageGUADALAJARA, JALISCO
dc.type.conacytmasterThesis
dc.degree.nameMAESTRIA EN CIENCIAS EN BIOINGENIERIA Y COMPUTO INTELIGENTE
dc.degree.departmentCUCEI
dc.degree.grantorUniversidad de Guadalajara
dc.rights.accessopenAccess
dc.degree.creatorMAESTRIA EN CIENCIAS EN BIOINGENIERO EN Y COMPUTO INTELIGENTE
dc.contributor.directorSalido Ruiz, Ricardo Antonio
dc.contributor.codirectorRomán Godínez, Israel
Aparece en las colecciones:CUCEI

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