Articulo sistema telemetrico

A DIGITAL WIRELESS TELEMETRIC SYSTEM

Margarita Álvarez Cervera1, Francisco Heredia López2, Francisco Castells Ramón3, Fernando Álvarez Cervera2, Wilbert Ruiz Pinzón1, Jonatan Yam Cabrera1, malvarez@itmerida.mx

1 Electical and Electronic Department, Instituto Tecnológico de Mérida, Mexico, 2 Neuroscience Department. “Dr.Hideyo Noguchi”. UADY, Mexico, 3 Electronic Department, UniversidadPolitécnica de Valencia, Spain

Resumen

Un sistema electrónico digital portable para el registro de potenciales de acción neuronales extracelulares en el interior del núcleo del cerebro de una rata, tal como el striatum y la sustancia negra, en ambos lóbulos del cerebro, con animales en libre movimiento. Esto se logra con dos arreglos independientes de tres electrodos, los cuales son capaces dereposicionarse de manera remota. Los registros obtenidos son almacenados en una computadora personal (PC) para su posterior análisis.

Hoy en día muchos trastornos que afectan al sistema nervioso central han sido identificados y son constantemente estudiados. Numerosos avances tecnológicos y científicos han permitido el tratamiento parcial de enfermedades devastadoras como la epilepsia, elAlzheimer, el mal de Parkinson, la esquizofrenia, etc. Sin embargo, queda mucho por descubrir antes de que el tratamiento ideal para cada condición y síntomas pueda ser implementado. Registrar la actividad neuronal asociada con muchos procesos del cerebro es esencial para esta finalidad. Y obtener esos datos con la mínima perturbación en los sujetos experimentales (por lo general animales delaboratorio) es fundamental. Una forma para evitar la interferencia con el libre movimiento del sujeto estudiado, es eliminar los cables del registro, y esto puede ser logrado por medio de la telemetría, que es, medir un fenómeno biológico, como la actividad cerebral, de manera inalámbrica. Esto plantea importantes retos tecnológicos, incluyendo la miniaturización, trabajar con señales muy pequeñasexpuestas al ruido, lograr la compatibilidad de dispositivos externos con tejidos vivos, y procesar grandes cantidades de datos complejos a una gran velocidad, entre otras cuestiones. Estos sistemas incluyen circuitos analógicos para la señal de filtrado y procesamiento, que pueden ser sustituidos por componentes microelectrónicos digitales, tales como FPGA, DSPs y PSOC. Esta ambiciosa idea requiere dela participación de especialistas de diversos campos del conocimiento, como la electrónica, la informática, la biomedicina y la ingeniería mecánica, biología y fisiología.

El registro de la actividad bioeléctrica de determinadas regiones del tejido cerebral en los animales en movimiento libre, permite correlacionar los patrones de actividad neuronal con comportamientos específicos, ensincronía con la ocurrencia de eventos particulares o durante la ejecución de una tarea. Otra variable que puede envolverse es la aplicación de fármacos dirigidos al entendimiento de los mecanismos fisiológicos subyacentes al cerebro, o de aquellos con acción terapéutica potencial. El comportamiento espontaneo de un animal, es afectado por el uso de cables. Además del movimiento libre, otro aspectoimportante que debe considerarse es que un sitio de registro ya no puede ser de importancia después de algún tiempo de experimentación o, como es usual, la señal de interés puede ser perdida debido al movimiento del electrodo de registro o a la alteración del tejido. Por lo tanto, sería ventajoso tener la posibilidad de desplazar los electrodos a una determinada posición, y de manera muy precisa.Además, tener la posibilidad de hacer un registro simultáneo de ambos hemisferios del cerebro sería relevante para muchos tipos de estudios neurofísicos. Por último, este enfoque interdisciplinario se presta a la participación activa de los estudiantes próximos a graduarse y graduados, muchos de los cuales estarían motivados e interesados en unirse a prestigiosas instituciones como la IEEE, y ser...