Cátedra de Ingeniería: Sistemas de Control Neuronal para Personas en Situación de Discapacidad Motora

País: COLOMBIA
Universidad: PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA, CALI
Año de fundación: Fundada por la Compañía de Jesús en 1604 en la ciudad de Bogotá; su última restitución se estableció en 1930. El Consejo Directivo creó la sede de Cali, departamento del Valle del Cauca, en 1970.
Valle del Cauca.
Población estudiantil en 2018: En el periodo 2018-1 tenía 7128 estudiantes en pregrado y 1286 en posgrado; en el periodo 2018-2 tenía 7145 estudiantes en pregrado y 1328 en posgrado.
Escuela Politécnica Federal de Lausanne EPFL. Universidad de excelencia en Suiza; para este proyecto se trabaja con el laboratorio Control Neural Brain Interfaces (CNBI), quienes son los líderes en Europa en el área de prótesis neurocontraladas.
Centro de NeuroRehabilitación SURGIR. Centro de neurorehabilitación privado, dirigido por un equipo de profesionales asociados con la Universidad del Valle.
Universidad del Valle. La universidad pública más grande del suroccidente de Colombia. Participa en el proyecto por medio del Departamento de Diseño.
Responsable de la ejecución de la experiencia:
JAIME A. AGUILAR ZAMBRANO

Decano de la Facultad de Ingeniería de la Pontificia Universidad Javeriana Cali, coordinador del curso.
jaguilar@javerianacali.edu.co

RICARDO CHAVARRIAGA

CNBI – EPFL
mifernan@ucu.edu.uy

MARCELA BOLAÑOS

SURGIR
mifernan@ucu.edu.uy

MARÍA NORA HURTADO

UNIVALLE
mifernan@ucu.edu.uy

•   Unidad/ Área o Cátedra responsable: Facultad de Ingeniería, Departamento de Electrónica y Ciencias de la Computación.
• Lugar(es) donde se implementa: Pontificia Universidad Javeriana Cali. Centro neurorehabilitación SURGIR.
•  Antigüedad de la experiencia: Desde 2012 se ofrece el curso una vez al año.
•  Tipo de asignatura en la que se inserta: Electiva, ofrecida para estudiantes de ingeniería, salud y diseño. Materia teórico-práctica
•  Año(s) o semestre/s de la(s) carrera(s) en que se imparte: El curso se ofrece anualmente a los estudiantes de Ingeniería y Medicina que se encuentren en ubicación semestral de quinto semestre o tercer año. El curso también se ha ofrecido de manera intensiva para ingenieros y terapeutas con una duración de 40H.
•  Duración de la experiencia en períodos académicos: 2 semestres al año para un total de 4 semestres.
•  Frecuencia de encuentros: 1 encuentro semanal.
•  Horas totales de la experiencia: Horas teóricas o en aula 30, Horas prácticas o en campo 18.

> Resumen

El curso se denomina actualmente Sistemas de Control Neuronal para Personas en Situación de Discapacidad Motora. Este curso está pensado para que los participantes conozcan sobre el concepto de discapacidad e identifiquen oportunidades para desarrollar productos o ampliar investigación en el área. La característica particular del curso es la participación multidisciplinar puesto que participan ocho profesores en diferentes áreas: discapacidad, fisiología, neurología, instrumentación, ingeniería biomédica, diseño de producto e innovación. El curso favorece el aprendizaje a través de la experiencia y en este sentido los estudiantes realizan una visita al Centro de Neurorehabilitación, tienen experiencias de laboratorio con equipos biomédicos y una experiencia de procesamiento de señales cerebrales gracias a la participación del centro CNBI asociado al EPFL en Suiza. El curso finaliza con un proyecto de los estudiantes de dos tipos para escoger, el primero de revisión de literatura científica en temas específicos de discapacidad y el segundo de diseño de un prototipo de un producto a partir de las necesidades identificadas en la visita.

> Antecedentes

El curso nació como resultado de un proyecto de investigación en productos de apoyo a personas en situación de discapacidad y a la alianza con el EPFL-CNBI. Con el proyecto se ganó experiencia en los procesos de diseño de participación interdisciplinar, y la relación con el EPFL sirvió para involucrar conocimiento de punta en los procesos de control neuronal de prótesis.
Otra de las características del proyecto que dio origen al curso es una reflexión sobre la inclusión social de personas en situación de discapacidad, que permitía articular necesidad, proceso de diseño y tecnología en una sola actividad.

> Objetivos de la experiencia

• Reconocer y valorar la importancia de la inclusión social de las personas en situación de discapacidad en la construcción de una sociedad más justa y equitativa.
• Identificar los elementos fisiológicos que intervienen en el proceso de activación
• Identificar los procesos terapéuticos para la reeducación de los sistemas motores después de un accidente cerebro vascular.
• Analizar el proceso del diseño de productos de apoyo con equipos interdisciplinares centrados en el usuario.
• Reconocer los procesos tecnológicos en la manipulación de señales bioeléctricas
• Apropiearse de técnicas y manipular señales eeg para identificación de patrones motores.
Criterios y valores
• Trabajo en equipo a partir del análisis de situaciones complejas y la importancia que tiene su disciplina en la solución interdisciplinar de ellas.
• Sensibilización y responsabilidad social ante problemas de poblaciones en situación de exclusión.
• Reconocimiento de la diversidad funcional y el compromiso que se tiene para lograr la inclusión.
• Desarrollo de un pensamiento crítico en cuanto a la coherencia entre las políticas públicas y la situación real de la población en situación de discapacidad.

> Competencias que la experiencia ha intentado fortalecer

Capacidad de reflexionar y discutir permanente frente a los contenidos que se trabajan para favorecer la apropiación de los contenidos.
Capacidad de materializar soluciones o integrar lo práctico y técnico tanto con lo teórico como con lo humano asociado a la discapacidad.
Capacidad técnica para abordar los procesos de diseño y manipulación de señales bioeléctricas.
Capacidad de sensibilizarse frente a problemáticas humanas, en particular respecto del tema de la inclusión social como fin último de la rehabilitación.

> Modelo pedagógico-didáctico y principales herramientas metodológicas que se han implementado en la experiencia presentada

Este curso se centra en la concepción de productos de base tecnológica para el apoyo a personas en situación de discapacidad a partir de una aproximación interdisciplinar. La primera parte incluye la conceptualización de la inclusión social, las bases fisiológicas del control motor en las personas y el proceso de reeducación. En la segunda parte, se tratan los aspectos del diseño del sistema de apoyo para la rehabilitación, y en la última parte, se trabaja con los sistemas de apoyo a la discapacidad basados en la adquisición y el procesamiento de señales bioeléctricas.
Además, el curso cuenta con exposiciones magistrales acompañadas con una discusión al final de ellas. Igualmente se llevan a cabo laboratorios prácticos, trabajo de campo y simulaciones de procesamiento de señales bioeléctricas en el computador.

> Nivel de integración disciplinaria posibilitado por la experiencia

El curso es ofrecido por un grupo de profesionales de diversas disciplinas que han trabajado por varios años en el tema de la inclusión social con resultados tanto en la investigación como en el diseño de productos de apoyo a la discapacidad. Además, el curso se ofrece a estudiantes y profesionales de diversas disciplinas: diseño, salud e ingeniería, donde cada uno de ellos identifica su aporte dentro de los procesos de diseño

> Mapeo de actores

> Criterios y metodología de planificación empleados en la experiencia y nivel de flexibilización o adaptabilidad en dicha planificación

Cuenta con mecanismos de seguimiento y evaluación –durante y al final de la experiencia.
Cuenta con espacios de reflexión definidos y en qué medida se compartieron resultados de la practica con población beneficiaria
El curso sigue un formato de presentación de syllabus de las asignaturas establecido por la Universidad Javeriana, donde se hace una descripción detallada de: nombre, código, número de créditos académicos, nombre de los profesores, descripción del curso, objetivos, competencias por desarrollar, contenidos, metodología, evaluación y bibliografía.
El programa se sigue en los términos planteados y se presta especial atención a la perspectiva interdisciplinar, en tanto existen una serie de contenidos que marcan un especial desafío a los estudiantes dependiendo de la disciplina de origen.

> Criterios y metodología de monitoreo y evaluación empleadas durante la experiencia

Para la evaluación del curso, los estudiantes deben presentar reportes escritos consignando una revisión crítica de los artículos científicos y reportes de los talleres desarrollados en el laboratorio.
El grupo de investigación evalúa permanentemente los resultados de los procesos que desarrollan los estudiantes fuera de los espacios de docencia.

> Espacios de reflexión desarrollados durante la experiencia

De igual forma, se ha logrado una socialización de los resultados del proyecto de investigación ANDAR, tanto en círculos académicos como en las organizaciones o las ONG que trabajan con personas en situación de discapacidad. El curso se diseñó con el propósito de mantener una discusión permanente alrededor del problema de la exclusión de la población en situación de discapacidad y como un mecanismo para involucrar nuevos estudiantes en los procesos de investigación mediante la socialización de los resultados obtenidos.

> HITOS en el desarrollo de la experiencia

Permitió en un curso intersemestral trabajar con otras instituciones universitarias, Escuela Nacional del Deporte, Universidad Autónoma y Univalle (2015).
Permitió que estudiantes de ingeniería y medicina interactuaran a través de una problemática común.
Favoreció la investigación a partir de la revisión de literatura.
Se desarrolló un prototipo para ayuda en la comunicación de personas con discapacidad neuronal en el curso de 2018.

> Aprendizajes o conocimientos adquiridos o aplicados por los estudiantes durante la experiencia

• Logran identificar y describir los mecanismos fisiológicos más relevantes a nivel de control del movimiento.
• Reconocen el concepto de discapacidad de inclusión social dentro del marco de la cif.
• Analizan las teorías de reeducación motora para los procesos de rehabilitación y distinguen los productos de apoyo para personas en situación de discapacidad.
• Reconocen la importancia del trabajo interdisciplinar en el diseño de productos.
• Identifican y manipulan sistemas e recepción de señales y describen el proceso del tratamiento digital de señales bio-eléctricas.

> Resultados y logros obtenidos a nivel de productos y de procesos

Los estudiantes participantes han sido de ingeniería electrónica, ingeniería industrial, terapia ocupacional, fisioterapia, ingeniería mecánica y diseño. Estos estudiantes provienen de diferentes instituciones unas que trabajan con población en situación de discapacidad y otras de universidades. Los estudiantes se han involucrado en los procesos de evaluación de la discapacidad y en los procesos de neurorehabilitación.
Las instituciones fueron la Universidad del Valle, la Universidad Tecnológica de Pereira, la escuela Nacional del Deporte, y la Universidad Javeriana Cali.
Los docentes han participado en el proyecto de investigación ANDAR asociado con el diseño de productos de apoyo a la población en situación de discapacidad, en el cual se ha tenido un acercamiento directo a esta población y se han llevado a cabo estudios para evidenciar la situación de exclusión, y a su vez, se han hecho estudios de la ventaja del uso de la neuro-estimulación para los procesos de rehabilitación.

> Factores que han facilitado u obstaculizado la implementación de la experiencia

El principal facilitador del desarrollo del curso es la existencia de un proyecto de investigación de característica interdisciplinar —Proyecto ANDAR.
La disposición de las personas que integran el grupo de investigación ha permitido hacer muchas iniciativas que fortalecen la actividad investigativa, docente y de servicio concretado en la transferencia de conocimiento y productos a la población con discapacidad.
Los estudiantes que han participado en el Proyecto ANDAR han logrado desarrollar ciertas competencias que les permiten tener mayor facilidad para acceder a estudios de posgrado o insertarse en una organización.
El obstáculo que se reconoce es la escasez del tiempo dado que cada uno de los miembros del equipo de trabajo pertenece a diferentes instituciones con responsabilidades diversas.

> Aprendizajes formales/no formales que posibilitó/habilitó la experiencia

Los estudiantes también han aprendido a leer literatura científica alrededor del tema de la discapacidad, se han acercado a los procesos de rehabilitación tradicional y con neuro-estimulación y, por último, los estudiantes se han involucrado en los procesos de investigación en torno al manejo de resultados estadísticos de experimentos controlados.
Trabajo de campo en centros de rehabilitación, análisis de los estudios hechos con la población en situación de discapacidad e identificación de las características de los productos diseñados.

> Recomendaciones

Crear equipos interdisciplinares es muy demandante al inicio; sin embargo, cuando avanzan logran resultados y productos de tipo científico y social de mayor repercusión.
El trabajo con las personas permite identificar situaciones de desigualdad o exclusión que requieren de una participación conjunta entre la academia y el Estado para poder tratarlas de manera holística.
Estos proyectos aseguran su permanencia cuando se involucran permanentemente jóvenes talentos al grupo de investigación —docencia, el cual tiene en la base profesionales con alta experiencia y conocimiento.

> Anexos

Colaboración con CNBI en Suiza
ES Inserción Curricular PU Javerina de Cali. Anexo 1 Sistemas de control neuronal 
ES Inserción CurricularPU Javerina de Cali. Anexo 2 Sistemas de control neuronal
ES Inserción Curricular PU Javerina de Cali Anexo 3 Sistemas de control neuronal
Trabajo Final Felipe Melo
Actualización Cátedra de Ingeniería JAVERIANA CALI 21abr
Control Neuronal
Trabajo Final Brayan Echavarría