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Experimento: Microestimulación - Backyard Brains
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Experimento: Microestimulación

Revisión a fecha de 00:16 26 jun 2012; Timothy (Discusión | contribuciones)
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Antecedentes

Mucho antes que los científicos fueran capaces de registrar espigas, eran capaces de estimular el sistema nervioso mediante el uso de baterías (botellas de Leyden). Como los nervios utilizan electricidad para comunicarse, pueden ser manipulados con ella. Luigi Galvani, un científico italiano del 1700, descubrió que aplicar electricidad a los nervios de las ancas de la rana, causaba la contracción de los músculos.

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Descubrimientos como este dieron lugar a debates sobre si la "electricidad animal" era diferente de la electricidad producida en las tormentas eléctricas. Galvani también experimentó con esto, colgando ancas de rana en su patio trasero durante tormentas y observando los tirones que daban las ancas.

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Eventualmente, la comunidad científica se puso de acuerdo y descubrió que si bien la electricidad es capaz de estimular el sistema nervioso y el tejido muscular, el tejido en sí genera electricidad. Esto llevó a los inicios de la neurociencia contemporánea, que es lo que estás estudiando hoy.

En otro famoso experimento en 1870, los científicos y médicos alemanes Eduard Hitzig y Fritsch Gustav aplicaron una corriente eléctrica a la corteza cerebral expuesta (la parte arrugada del cerebro) de un perro, en su propia cocina (sí, en ese tiempo también sonaba extraño) demostrando que la estimulación de partes diferentes del cerebro puede causar diferentes tipos de movimientos.

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Hoy en día, estas técnicas son utilizadas especialmente en pacientes afectados por la enfermedad de Parkinson.

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Mediante la inserción de un pequeño electrodo, siempre en una parte específica del cerebro conocida como el núcleo subtalámico, es posible disminuir sacudidas y temblores asociados con la enfermedad. Sin embargo, se han descrito efectos secundarios, como una asociación a la adicción al juego y otras conductas compulsivas.

Actualmente, algunos grupos de investigación de avanzada están diseñando pequeños chips que estimulan los nervios del ojo como una cura para la ceguera.

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Procedimiento

Explicación del experimento (video).

Hoy vamos a estudiar la estimulación eléctrica en un experimento muy simple, utilizando solamente:

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Pero primero, algo de teoría sobre el funcionamiento de los altavoces:

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The sound, represented by the electric current travelling through the wires, passes through a magnetic field in the speaker, which causes the cone/drum to move, pushing the air and creating the sound that you hear. For example, have you even seen a bass wooofer vibrate at a rock concert?

El sonido, representado por la corriente eléctrica que viaja a través de los cables, pasa a través de un campo magnético en el altavoz, que hace que el cono/tambor se mueva, empujando el aire y creando el sonido que puedes escuchar. Por ejemplo, ¿has visto cómo un subwooofer vibra en un concierto de rock? Este principio también funciona a la inversa, y es así como funcionan los micrófonos. Cuando hablas a un micrófono/altavoz, el movimiento del cono/tambor provoca un flujo de corriente en los cables. Si usamos un altavoz especial llamado piezoeléctrico, podemos generar un voltaje considerable (1-3 V), lo suficientemente grande como para efectivamente excitar tejido nervioso y muscular!


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Conecte los dos cables del altavoz a las agujas en la pata de la cucaracha usando tus cables conectores largos, coloca el altavoz cerca de tu boca, y tratar a silbar tan fuerte como puedas. Observa la pata: al silbar más fuerte, la pata debiera comenzar a moverse.

Fenómenos como éste, al ser descubiertos por Galvani por primera vez, fueron la inspiración de "Frankenstein", de Mary Shelley

Quizá podía reanimarse un cadáver; el galvanismo había dado prueba de tales cosas; quizás podía fabricarse las partes componentes de una criatura, ensamblarlas y dotarlas de calor vital." -Mary Shelley, Introducción de Frankenstein

Lo ideal sería, por supuesto, tener un mayor control sobre la estimulación que simplemente silbar en un altavoz. ¡Pero no temas!, hay una manera fácil de hacer esto. Usando programas (que son gratis) como ToneGen en tu PC portátil; o AudioSigGen o FreqGen en tu iPhone, puedes controlar la frecuencia y la amplitud del estímulo que le darás a la pata. En humanos que tienen implantes, como implantes cocleares y estimuladores cerebrales profundos, el estímulo se ve así:


Exp5 fig9 option1.jpg

Esto se llama un "tren bifásico de impulsos". Usando el cable especial, conecta tu iPhone o computador a la pata de la cucaracha por la salida de audífonos.


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Ajustando la configuración a «onda cuadrada", ajusta la tasa (frecuencia)


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Y el volumen (amplitud).


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¿Puedes encontrar un punto ideal con el volumen más bajo y la mejor frecuencia para causar movimiento? Utiliza la siguiente tabla como guía.


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