María Alejandra Caro González edited Marco_Conceptual_Estado_del_arte__.md  over 7 years ago

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**Seguimiento ocular (_eye-tracking_)**  Los ojos se cuentan dentro de los órganos humanos más importantes. De hecho los ojos son la principal "interfaz" entre el entorno y el cerebro humano. Por lo tanto, no es una sorpresa que el sistema encargado de la visión humana sea fisiológica y neurológicamente complicado, requiriendo aspectos fisiológicos y comportamentales. El uso de los ojos para llevar a cabo la identificación humana en los métodos biométricos tiene una larga tradición que incluye algoritmos de reconocimiento de patrones del iris bien establecidos y el escaneo de retina \cite{kasprowski2004eye}.  \cite{kasprowski2004eye} describe que \cite{kasprowski2004eye};  cuando un sujeto mira un objeto, la imagen se proyecta sobre la retina la cual está compuesta de células fotosensibles que convierten la luz en señales, las cuales son transmitidas al cerebro a través del nervio óptico. La distribución en la retina de estas células fotosensibles es desigual, siendo más densa en el centro que en la periferia. Esa disposición hace que varie la agudeza de la visual, encontrando una visión más detallada cuando el objeto de interés se encuentra en el centro de la retina. Esta zona se llama fóvea y cubre alrededor de dos grados de ángulo visual \cite{kasprowski2004eye}. Los movimientos oculares se hacen para reorientar el ojo de manera que la imagen cae sobre la fóvea así el más alto nivel de detalle puede ser extraído. Por está razón es posible definir un "punto de vista", un punto exacto que una persona está mirando en un momento determinado. Así, para habilitar el cerebro y recibir la imagen en tiempo real, el sistema oculomotor tiene que ser muy rápido y preciso, dejando el control de los ojos directamente al cerebro \cite{holmqvist2011eye}. Si bien en cuanto a los movimientos oculares se refiere, existen dos indicadores que resultan de interés en el marco de la investigación biométrica, estos son la fijación de la mirada en un punto fijo en el espacio (el cual se puede tomar como atención a dicho punto) y la midriasis:  * **Fijación de la mirada:** La fijación, sucede cuando los ojos están mirando un objeto de interés por un período de tiempo. Durante ese periodo, la imagen que se proyecta sobre la fóvea y se analiza por el cerebro. La fijación estándar cerebro,  durade  alrededor de 200 a 300 milisegundos, dependiendo de la complejidad de una imagen observada. imagen.  Después de una fijación, los ojos se mueven rápidamente a otro punto de vista,otra fijación,  este movimiento rápido se denomina una sacada; las sacadas difieren en longitud, pero siempre son muy rápidas sacada  \cite{kasprowski2004eye,salvucci2000identifying}. * **Midriasis:** El término latino "_mydriasis_", denomina la dilatación patológica de la pupila, bien sea por una respuesta fisiológica normal o patológica. Esta dilatación patológica y  puede ser causada,como bien fue señalado previamente,  por respuestafisiológica  natural frente a la luz o por estímulos sensoriales y/o emocionales \cite{fresneda1989historia}. Considerando lo anterior, el seguimiento ocular es una técnica mediante la cual se mide el movimiento del ojo de una persona \cite{holmqvist2011eye}, así el investigador conoce tanto lo que la persona está observando en un momento dado, así como la secuencia descrita mientras se desplazan de un lugar a otro. El seguimiento ocular cuenta con aplicaciones en HCI (Human Computered Interaction) ayudando a los investigadores a entender el procesamiento de la información visual, basado en pantalla y los factores que pueden afectar su usabilidad en las interfaces de sistemas \cite{Poole}. 

La señal de EMG es una representación del campo de potencial eléctrico generado por la despolarización de la membrana de fibra muscular (sarcolema) \cite{merletti2004electromyography}. Consta de la aplicación de pequeños electrodos de bajo voltaje (a manera de agujas) en el territorio muscular que se desea estudiar para medir su respuesta y conectividad entre los diferentes electrodos. Mide la actividad eléctrica generada por los músculos (generalmente de los músculos faciales, asociados a respuestas emocionales involuntarias). Usualmente, estos movimientos no suelen ser detectados a simple vista, y reflejan la valencia positiva o negativa de la reacción a los estímulos (gusto/disgusto), sobretodo estímulos visuales, auditivos, olfativos y gustativos \cite{benito2011neuromarketing}. Igualmente, la EMG proporciona un acceso sencillo a los procesos fisiológicos responsables de la fuerza muscular, de producir el movimiento y llevar a cabo las innumerables funciones que nos permiten interactuar con el mundo que nos rodea \cite{de1997use}.   Se ha identificado como parte de esta modalidad biométrica el  **Facial Action Recognition System (FACS)** como Es  un método de la observación de las expresiones faciales en donde a través de la grabación de la cara del sujeto se realiza una codificación de los músculos que se activan durante la exposición un estímulo. El más conocido y utilizado, fue desarrollado por Paul Ekman \cite{ekman1978manual}, quien postuló seis emociones primarias, cada una de las cuales posee un contenido distintivo junto con una única expresión facial. Estas manifestaciones emocionales también se conocen como las llamadas emociones básicas, de aparente carácter universal y comprenden alegría (1), tristeza (2), miedo (3), disgusto (4), sorpresa (5) y la ira (6) \cite{fasel2003automatic}. En la actualidad, existe software informático que permite la codificación automática de las expresiones faciales \cite{azcarate2005automatic,salah2010communication}, algunas compañías comercializan dichos paquetes de software para su uso en investigación de mercados. (Affectiva, www.affectiva.com; Thirdsight, www.thirdsight.co; Noldus, www.noldus.com; nViso, www.nviso.ch) \cite{benito2011neuromarketing,fasel2003automatic}. El sistema propuesto por \cite{azcarate2005automatic}, presenta un sistema de reconocimiento de las emociones a través de expresiones faciales que aparecen en secuencias de vídeo en directo y grabadas. El sistema se basa en el seguimiento de la Deformación del Volumen por Trozos de Bézier (PBVD, por sus siglas en inglés) \cite{tao1998connected} y se ha ampliado con un detector de caras Haar para localizar inicialmente el rostro humano de forma automática. Así, resulta conveniente para aplicaciones futuras, puesto que no es necesario que la persona permanezca inmóvil, siendo de provecho para la realización de actividades prácticas. 

La toma de la presión arterial es una de las técnicas que más se realiza a lo largo de la vida de una persona, e igualmente resulta ser una de las técnicas de atención primaria o especializada más habitualmente empleadas, aportando al personal médico un dato imprescindible para saber cómo una persona se encuentra en relación a su supervivencia (generalmente asociado a su función circulatoria), cumpliendo una misión fundamental en la medicina preventiva \cite{salisbury1963blood,braunwald2003primary}. Entre los equipos usados para este fin, se puede encontrar:  1. **Esfigmomanómetro**:también llamado esfingmanómetro o tensiómetro,  es un instrumento médico empleado para la medición indirecta de la presión arterial proporcionando, por lo general, la medición en milímetros de mercurio (mmHg o torr) \cite{rela1998fisica}. Existen diversos esfigmomanómetros en la actualidad. Los actualidad, los  tradicionales de columna de mercurio, los aneroides(de aguja empujada por resortes interiores, en lugar de la columna de mercurio)  y los digitales. Cada uno de estos sistemas posee características propias, siendo los más precisos los de columna de mercurio (desde comienzos del siglo XXI en desuso en Europa). mercurio.  La precisión de los esfigmomanómetros de dial circular depende de su radio; los digitales poseen menos precisión que los de mercurio, pero son automáticos y fáciles de operar \cite{braunwald2003primary,Holubarsch_1999}. 2. **MAPA**: el monitoreo ambulatorio de presión arterial (MAPA) esuna metodología que ha contribuido a un mayor conocimiento de la fisiología tensional y de las variaciones diarias de la tensión, es  la más adecuada para casos en los que se requiera un registro constante de los datos para hallar variaciones o alteraciones que pueden ser causados por la medición tradicional u otras causas \cite{bendersky2000monitoreo,penaz1989automatic}. 3. **Oscilométricos**: es un esfigmanómetro compuesto por una columna de mercurio, en el que se mide la presión sanguínea haciendo uso de un manómetro de mercurio. Adicionalmete, el quipo tiene en el interior un sensor de presión electrónico (transductor) para detectar el flujo de sangre. \cite{cromer1996fisica,beevers2001blood,salisbury1963blood}. 

**Actividad cerebral**  Las diferentes investigaciones muestras que el cerebro produce impulsos eléctricos que viajan a través de las neuronas. Estos impulsos eléctricos producen ritmos que son conocidos como ondas cerebrales. Los impulsos eléctricos son información que viaja de neurona a neurona haciendo uso de cientos de miles de ellas para lograr transportarse y ejecutar una función determinada **(ref)**. \cite{tirapu2002funciones}.  La actividad de las ondas cerebrales puede ser observada a través de la electroencefalografía (EEG) o la Resonancia Magnética Funcional (fMRI).La electroencefalografía (EEG) es una tecnología no invasiva y silenciosa que a través de electrodos colocados en el cuero cabelludo puede registrar las diferencias de potencial que producen miles de neuronas de tal forma que se puede tener una idea de que zonas del cerebro están produciendo mayor actividad \cite{berne2008berne,benito2011neuromarketing,miranda2015darpa}. En cuanto a su cobertura de imágen, posee un rango de detección mayor que el fMRI, pero con resolución espacial limitada, aún así no ofrece datos de las partes profundas del cerebro. La técnica posee costos menores a las otras herramientas neuroloógicas y permite movilidad e interacción con el medio. Desafortunadamente, posee muchas conexiones (cables) lo cual podría dificultad la movilidad del usuario \cite{benito2011neuromarketing,davidson1990approach}.  Una práctica común con esta tecnología La **electroencefalografía (EEG)**  es medir la asimetría una tecnología no invasiva y silenciosa que a través  de actividad entre electrodos colocados en el cuero cabelludo puede registrar  las regiones izquierda y derecha del córtex frontal \cite{davidson1990approach}. La literatura científica al respecto sugiere diferencias de potencial  que producen miles de neuronas de tal forma que se puede tener  una idea de que zonas del cerebro están produciendo mayor  actividad superior en la región izquierda se asocia bien con estados emocionales positivos, bien \cite{berne2008berne,benito2011neuromarketing,miranda2015darpa}. La técnica posee costos menores a las otras herramientas neuroloógicas y permite movilidad e interacción  con el medio. Desafortunadamente, posee muchas conexiones (cables) lo cual podría dificultad  la intención de acercarse a un objeto \cite{harmon2003clarifying}. movilidad del usuario \cite{benito2011neuromarketing,davidson1990approach}.  Por su parte, la Resonancia **Resonancia  Magnética Funcional (fMRI) (fMRI)**  es una técnica que permite la obtención de imágenes del cerebro durante la realización de una tarea planificada, permitiendo la detección e identificación de áreas del cerebro durante su actividad, diferenciándola de las imágenes tradicionales de resonancia magnética que solo aportan una visión anatómica del cerebro \cite{rosales2003resonancia}. La fMRI funciona midiendo, mediante magnetismo, los cambios en los niveles de oxigenación cerebral de la sangre en la zona a estudiar, que a su vez se relacionan con la actividad presente \cite{benito2011neuromarketing}. Según \cite{rosales2003resonancia}, la fMRI utiliza los fundamentos que enlaza la actividad neuronal con el metabolismo y el flujo sanguíneo. Es capaz de registrar cambios hemodinámicos en el cerebro que acompañan la activación neuronal y permite la evaluación de regiones encargadas de la sensorialidad, motricidad, cognición y procesos afectivos en cerebros normales y aún en aquellos que presentan anomalias. Su uso es necesario para obtener información sobre la actividad de las partes más internas del cerebro, como por ejemplo la Ínsula, la cual relaciona la intensidad que tiene el gusto/disgusto por aquello a lo que se está observando o el Córtex Cingulado Anterior (ACC), que permite medir el grado de contradicción entre estímulos percibido por la persona \cite{benito2011neuromarketing}. 

A través de tecnologías como la Electroencefalografía (EEG) o la Resonancia Magnética Funcional (fMRI), las «respuestas» de los entrevistados a distintos estímulos son «leídas» directamente de su actividad cerebral \cite{benito2011neuromarketing}.  Lo descrito hasta este punto hace referencia a la medición de de indicadores que pueden ser catalogados como individuales, pero se cuenta con una serie de equipos que permiten una medición simultanea dos o más de estos indicadores. En la revisión de la literatura se identificaron el polígrafo y el BioHarness. BioHarness:  **Polígrafo**  A pesar de que se desconoce el creador del polígrafo parece que su utilización para fines científicos, comenzó en 1895 con el italiano Cesare Lombroso, quien estudió la relación entre los cambios en el sistema cardiovascular y la reacción del cuerpo con la mentira.Para esto utilizó los parámetros de ritmo cardíaco y presión sanguínea.  Posteriormente, en 1902, James Mackenzie (cardiólogo), inventó un sistema eléctrico para medir al mismo tiempo la presión arterial y el pulso yugular, al que llamó polígrafo. Aún así, fue Leonard Keeler, del Departamento de Policía de Berkeley (California, EE.UU.) quién en 1938 contribuyó de manera destacable a la creación del polígrafo moderno, fabricando un modelo compacto denominado _Keeler Compact Polygraph_, polígrafo de tres canales que imprimía los resultados en papel, es así como muchos consideran que fue Keeler el inventor del polígrafo \cite{widacki2015discoverers,anta2012deteccion}. Los polígrafos a menudo se utilizan como detectores de mentiras, porque la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria, la presión arterial y la sudoración, poseen un significado autónomo que no se pueden modificar de manera consciente \cite{pflanzer2013galvanic,dashboardgalvanic}, aún así, no se les puede denominar por completo "detector de mentiras", dado que este solo mide las alteraciones fisiológicas en las personas; en concreto, cuatro \cite{anta2012deteccion}: