Psicofisiologia

El objetivo principal es dar a conocer en contenido aspectos referidos a principios básicos de las técnicas electrofisiológicas así como también resaltar diferentes tipos de ondas cerebrales usando terminologías y definiciones de conocimiento usado en las técnicas neurofisiológicas además de describir los principios básicos de la electroencefalografía, su uso y aplicaciones de manera tal que sea de agrado y material simple de comprender al lector.

Electrofisiología es el estudio de las propiedades eléctricas de las células y tejidos biológicos. Se trata de mediciones de cambio de voltaje o corriente eléctrica en una amplia variedad de escalas de proteínas de los canales de iones individuales en órganos enteros como el corazón. En neurociencia, que incluye medidas de la actividad eléctrica de las neuronas, y la actividad potencial sobre todo acción. Grabaciones de señales eléctricas a gran escala del sistema nervioso tales como electroencefalografía, también pueden ser referidas como los registros electrofisiológicos.

TÉCNICAS ELECTROFISIOLÓGICAS CLÁSICA

Electrofisiología es la ciencia y la rama de la fisiología que se refiere al flujo de iones en los tejidos biológicos y, en particular, a las técnicas de grabación eléctricos que permiten la medición de este flujo. Técnicas de electrofisiología clásicos requieren la colocación de electrodos en diversas preparaciones de tejido biológico. Los principales tipos de electrodos son:

• Conductores sólidos simples, tales como discos y agujas,

• trazados en placas de circuitos impresos, también aislados excepto por la punta, y

• tubos huecos llenos de un electrolito, como por ejemplo pipetas de vidrio llenas de una solución de cloruro de potasio u otra solución de electrolito.

Las principales preparaciones incluyen:

• Organismos vivos.

• Tejido extirpado.

• Células disociadas a partir de tejido extirpado.

• Crecido artificialmente células o tejidos.

• Híbridos de los anteriores.

Si un electrodo es lo suficientemente pequeño en diámetro, a continuación, el electrofisiólogo puede elegir para insertar la punta en una sola celda. Tal configuración permite la observación directa y el registro de la actividad eléctrica intracelular de una sola célula. Sin embargo, al mismo tiempo, tal configuración invasiva reduce la vida de la célula y provoca una fuga de sustancias a través de la membrana celular. Actividad intracelular también se puede observar el uso de una pipeta de vidrio especialmente formado que contiene un electrolito. En esta técnica, la punta de la pipeta microscópica se presiona contra la membrana de la célula, a la que se adhiere firmemente por una interacción entre el vidrio y los lípidos de la membrana celular. El electrolito dentro de la pipeta puede ser llevada a la continuidad de fluido con el citoplasma mediante la entrega de un pulso de presión al electrolito con el fin de romper el pequeño parche de membrana rodeada por el borde pipeta. Alternativamente, la continuidad iónica puede ser establecida por "perforación" el parche al permitir agente formador de poros exógeno dentro de la electrolito para insertarse en el parche de membrana. Por último, el parche puede quedar intacto.

El electrofisiólogo puede optar por no introduzca la punta en una sola celda. En su lugar, la punta del electrodo se puede dejar en continuidad con el espacio extracelular. Si la punta es lo suficientemente pequeño, tal configuración puede permitir la observación indirecta y el registro de los potenciales de acción de una sola célula, y se denomina grabación de una sola unidad. Dependiendo de la preparación y la colocación precisa, una configuración extracelular puede recoger la actividad de varias células cercanas al mismo tiempo, y esto se denomina grabación multi-unidad.

A medida que aumenta el tamaño del electrodo, el poder de resolución disminuye. Electrodos más grandes son sensibles sólo a la actividad neta de muchas células, denominados potenciales de campo locales. Todavía electrodos más grandes, tales como agujas no aisladas y electrodos de superficie utilizados por neurofisiólogos clínicos y quirúrgicos, son sensibles sólo a ciertos tipos de actividad sincrónica dentro de las poblaciones de células de numeración en los millones.

TÉCNICAS ELECTROFISIOLÓGICAS ÓPTICOS

Técnicas electrofisiológicas ópticas fueron creados por científicos e ingenieros para superar una de las principales limitaciones de las técnicas clásicas. Las técnicas clásicas permiten la observación de la actividad eléctrica en aproximadamente un único punto dentro de un volumen de tejido. Esencialmente, las técnicas clásicas singularizan un fenómeno distribuido. El interés en la distribución espacial de la actividad bioeléctrica exige el desarrollo de moléculas capaces de emitir luz en respuesta a su entorno eléctrica o química. Ejemplos son tintes sensibles al voltaje y proteínas fluorescentes.

Después de la introducción de uno o más de dichos compuestos en el tejido a través de la expresión de la perfusión, inyección o gen, la distribución 1 o 2 dimensiones de la actividad eléctrica puede ser observado y registrado.

Muchos registros electrofisiológicos particulares tienen nombres específicos:

• Electrocardiografía - para el corazón

• Electroencefalografía - para el cerebro

• Electrocorticografía - a partir de la corteza cerebral

• Electromiografía - para los músculos

• Electrooculografía - para los ojos

• Electrorretinografía - para la retina

• Electroantenografía - para los receptores olfativos de los artrópodos

• Audiología - para el sistema auditivo

Registro intracelular

Registro intracelular implica la medición de la tensión y/o corriente a través de la membrana de una célula. Para hacer una grabación intracelular, se debe insertar la punta de un microelectrodo bien dentro de la célula, de modo que el potencial de la membrana se puede medir. Típicamente, el potencial de membrana en reposo de una célula sana será de -60 a -80 mV, y durante un potencial de acción potencial de la membrana puede llegar a 40 mV.

Tensión de la Abrazadera

La técnica de fijación de voltaje permite que un experimentador "sujetar" el potencial de la celda a un valor elegido. Esto hace que sea posible medir la cantidad de corriente iónica atraviesa la membrana de una célula en cualquier tensión dada. Esto es importante porque muchos de los canales iónicos en la membrana de una neurona son canales iónicos activados por voltaje, que se abren sólo cuando el voltaje de la membrana está dentro de un cierto rango. Medidas con la pinza de voltaje de corriente se hacen posibles por la sustracción digital casi simultánea de corrientes capacitivas transitorias que pasan como el electrodo de registro y la membrana celular se cargan a alterar el potencial de la célula.

Pinza de Corriente

No se debe confundir con la abrazadera de corriente en la electrónica.

La técnica de la pinza de corriente registra el potencial de membrana mediante la inyección de corriente en una célula a través del electrodo de registro. Al contrario que en el modo de fijación de voltaje, donde el potencial de membrana se mantiene a un nivel determinado por el investigador, en el modo de "pinza de corriente" el potencial de membrana es libre de variar, y los registros de cualquier amplificador de voltaje de la célula genera por sí solo o como resultado de la estimulación. Esta técnica se utiliza para estudiar cómo una célula responde cuando la corriente eléctrica entra en una célula, lo que es importante por ejemplo para la comprensión de cómo las neuronas responden a los neurotransmisores que actúan mediante la apertura de canales iónicos de membrana.

La técnica de Patch-Clamp

Esta técnica fue desarrollada por Erwin Neher y Bert Sakmann que recibió el Premio Nobel en 1991. Registro intracelular convencional implica empalar a una célula con un electrodo fino, grabación de patch-clamp tiene un enfoque diferente. Un micro electrodo patch-clamp es una micro pipeta con punta de diámetro relativamente grande. El micro se coloca al lado de una celda, y una suave succión se aplica a través de micro electrodos para extraer una parte de la membrana de la célula en la punta de micro electrodos, la punta de vidrio constituye "sello" de alta resistencia con la membrana celular. Esta configuración es el modo de "células adheridas", y que puede ser utilizado para el estudio de la actividad de los canales iónicos que están presentes en el parche de la membrana.

Técnica de electrodos de Sharp

En situaciones en las que uno quiere registrar el potencial dentro de la membrana celular con un efecto mínimo sobre la constitución iónica del fluido intracelular se puede utilizar un electrodo afilado. Estos micropipetas son de nuevo como los de patch clamp sacado de capilares de vidrio, pero el poro es mucho más pequeño de manera que hay muy poco intercambio de iones entre el fluido intracelular y el electrolito en la pipeta. La resistencia del electrodo de micropipeta es decenas o cientos de MO. A menudo, la punta del electrodo se llena con varios tipos de colorantes como el amarillo Lucifer para rellenar las celdas grabadas desde, para la confirmación de su morfología más tarde bajo un microscopio. Los colorantes se inyectan mediante la aplicación de un voltaje positivo o negativo, de corriente continua o pulsada a los electrodos dependiendo de la polaridad del colorante.

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