Implementación de un modelo funcional del registro extracelular neuronal en ratas wistar en el laboratorio de neurociencias de la facultad de salud

Aquí describimos el proceso de diseño, implementación y validación de un algoritmo automatizado y eficiente de detección de picos para el registro extracelular de múltiples sitios localizados y el análisis de la actividad neuronal en ratas Wistar para el laboratorio de neurociencias y comportamiento...

Full description

Autores:
Mancipe Arias, Henry Andres
Torres Acelas, Luisa Fernanda
Tipo de recurso:
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Fecha de publicación:
2019
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
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Acceso en línea:
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description Aquí describimos el proceso de diseño, implementación y validación de un algoritmo automatizado y eficiente de detección de picos para el registro extracelular de múltiples sitios localizados y el análisis de la actividad neuronal en ratas Wistar para el laboratorio de neurociencias y comportamiento UIS-UPB en la Universidad Industrial de Santander. Este sistema extracelular multisitio existente está compuesto por una placa de evaluación RHA2000- EVAL con un amplificador RHA2116 y una matriz de electrodos. Los primeros registros mostraron que las señales estaban dominadas por el ruido, por lo que se propuso llevar a cabo una campaña de validación en el entorno de las instalaciones de laboratorio para determinar las posibles fuentes de ruido. Se implementaron mediciones de resistencia de puesta a tierra, radiación no ionizante y espectro electromagnético. Para procesar las señales adquiridas, se diseñó una interfaz gráfica de usuario desarrollada en Matlab, manteniendo los principios de diseño como ser amigable para el usuario y tener una variedad de herramientas de análisis de datos para finalmente obtener un producto confiable y de bajo costo. Esta interfaz se validó con 3 tipos diferentes señales proporcionadas por el grupo de investigación de neurociencia. Se realizó una prueba de comparación entre los ritmos cerebrales de Theta, validando nuestra interfaz. Los resultados de las pruebas propuestas arrojaron un valor elevado en el sistema de puesta a tierra el cual podría ser la causa del mal funcionamiento de la jaula de Faraday encargada del blindaje del sistema. Por otra parte, las mediciones de radiación no ionizante y espectro electromagnético demostraron que no son una posible fuente de ruido. Se logró determinar que existían problemas en la conexión entre el amplificador y la matriz de electrodos, causando la aparición de artefactos en la toma de los registros
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Este sistema extracelular multisitio existente está compuesto por una placa de evaluación RHA2000- EVAL con un amplificador RHA2116 y una matriz de electrodos. Los primeros registros mostraron que las señales estaban dominadas por el ruido, por lo que se propuso llevar a cabo una campaña de validación en el entorno de las instalaciones de laboratorio para determinar las posibles fuentes de ruido. Se implementaron mediciones de resistencia de puesta a tierra, radiación no ionizante y espectro electromagnético. Para procesar las señales adquiridas, se diseñó una interfaz gráfica de usuario desarrollada en Matlab, manteniendo los principios de diseño como ser amigable para el usuario y tener una variedad de herramientas de análisis de datos para finalmente obtener un producto confiable y de bajo costo. Esta interfaz se validó con 3 tipos diferentes señales proporcionadas por el grupo de investigación de neurociencia. Se realizó una prueba de comparación entre los ritmos cerebrales de Theta, validando nuestra interfaz. Los resultados de las pruebas propuestas arrojaron un valor elevado en el sistema de puesta a tierra el cual podría ser la causa del mal funcionamiento de la jaula de Faraday encargada del blindaje del sistema. Por otra parte, las mediciones de radiación no ionizante y espectro electromagnético demostraron que no son una posible fuente de ruido. Se logró determinar que existían problemas en la conexión entre el amplificador y la matriz de electrodos, causando la aparición de artefactos en la toma de los registrosPregradoIngeniero ElectrónicoHere we describe the process of design, implementation and validation of an automated and efficient spike-detection algorithm for localized, multi-site extracellular recording and analysis of neuronal activity in Wistar Rats for the neurosciences laboratory at Universidad Industrial de Santander. This system is based on an existing multisite extracellular recording system consisting of an RHA2000-EVAL evaluation board with a RHA2116 amplifier amplifier with nano connector from the company Intan technologies. First records showed that signals were dominated by noise, whereby it was first proposed to carry out a validation campaign to laboratory facilities environment in order of determine possible noise sources candidates. Measurements of grounding resistance, non-ionizing radiation and electromagnetic spectrum were implemented. In order to process acquired signals, a graphical user interface developed in Matlab was designed. So a GUI was implemented, keeping design principles like to be user friendly, even to non-specialist users, and to have a variety of data analysis tools to finally obtain a low cost and reliable product. This interface was validated with 3 different kind of signals provided by the neuroscience research group. A comparison test was performed between the Theta brain rhythms, validating our interface. The results of the proposed tests showed also high values on ground current measurement, that it is supposed to be zero. These results led us to suppose an issue on the grounding system which could be the origin of the malfunction of a Faraday cage, used for the electrical shielding of the system. On the other hand, we will see that measurements of non-ionizing radiation and electromagnetic spectrum showed that they are not a possible noise source. It was determined that there were problems in the connection between the amplifier and the electrode array, causing the appearance of artifacts on acquired data.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingenierías FisicomecánicasIngeniería ElectrónicaEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y TelecomunicacionesSpikePotencial De CampoPotencial De AccionEegRatas WistarAdquisiciónRniLaboratorioRegistro.SpikeField PotentialsAction PotentialsEegWistar RatsAcquisitionRniLaboratoryRecordingImplementación de un modelo funcional del registro extracelular neuronal en ratas wistar en el laboratorio de neurociencias de la facultad de salud Implementation of functional model of the neuronal extracellular record in wistar rats in the neurosciencies laboratory of the health facultyTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceORIGINALCarta de autorización.pdfapplication/pdf291961https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/68046bef-8987-414c-bf8e-d4d91e7122d8/download7bbcacc4a15331f147b69a47631e15f1MD51Documento.pdfapplication/pdf25123724https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/a579a4c6-f407-4cae-b509-46e659af6dde/download50f88625fc02e5aeb25d6aa707256164MD52Nota de proyecto.pdfapplication/pdf232743https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/988e31bf-6042-4049-85a0-699b4458828a/downloadefb587276210f422d7d14a14d5445945MD5320.500.14071/13423oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/134232023-06-05 15:36:06.548http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessembargohttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.co