La presente tesis trata del diseño y fabricación de un nuevo dispositivo para registrar la actividad eléctrica neuronal espontánea y estimulada farmacológicamente, en redes neuronales in vitro. La forma de operar esta herramienta es simple, su producción es de bajo coste y además, ofrece una interfaz neurona-electrodo estable a largo plazo más allá de lo posible con tecnologías electrofisiológicas basadas en micropipeta.
El dispositivo es una pieza polimérica (polidimetilsiloxano) con dos compartimientos (zona de sembrado de los cultivos neuronales) comunicados entre sí a través de un microcanal de dimensiones comparables a las dimensiones de los axones y dendritas.
La actividad eléctrica neuronal es registrable tras el crecimiento espontáneo de las neuritas dentro del microcanal (10 a 14 días de sembradas las neuronas). Un par de electrodos, ubicados de extremo a extremo del microcanal, aprovechan las propiedades conductoras del medio extracelular para registrar los potenciales eléctricos.
La tecnología para microfabricar el dispositivo es una combinación de la técnica de fotolitografía (para crear los másteres) y de la técnica de elastomer casting (para fabricar las piezas poliméricas). El procesamiento de datos de las señales es un algoritmo matemático diseñado para
analizar la información registrada por el dispositivo; este algoritmo es ejecutado con el software de “Matlab”. El procesamiento de datos asigna y contabiliza como potenciales de acción a las señales que sobrepasen el umbral predeterminado (170 μV) de los registros y presenta los resultados en gráficas de barras de número de potenciales de acción por unidad de tiempo (minuto) / The thesis describes the design and manufacturing of a new tool to support electrophysiological investigation of both individual neuronal electrical activity and neuronal networks electrical activity in vitro. The operation mode is simple, easy to learn and the device can be produced at low cost. Neuron-electrode interface stability is better than electrophysiology micropipette interface.
The device is a two compartments polymeric (polydimetilsiloxane) structure (neurons are placed) interconnected by a microchannel. The microchannel aperture is comparable to axon and dendrites diameter. The neuronal electrical activity is recorded after spontaneous neurites grew inside the microchannel (10 to 14 days of neurons be culturated). Each compartment has an electrode and the conductivity electrical propriety of the extracellular medium supports to record electrical potentials end-to-end of the microchannel.
The device microfabrication process is a combination of photolithography technique (to create masters) and elastomer casting technique (to manufacture the polymeric parts). Spike frequency analysis is a mathematical algorithm designed. The algorithm runs at Matlab software. Spike frequency analysis counts electrical activity higher than 170 μV as action potential. Results frequency are presented as graphic bars of spike amount per time (minute).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UPC/oai:www.tdx.cat:10803/134701 |
| Date | 09 October 2013 |
| Creators | Morales Carbajal, Ricardo |
| Contributors | Claverol Tinturé, Enric, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial |
| Publisher | Universitat Politècnica de Catalunya |
| Source Sets | Universitat Politècnica de Catalunya |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 139 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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