Biomimétoca Neuronal del Sistema Sensorial Periférico de las Vibrisas de la Rata

Abstract

Este trabajo de tesis está basado en un importante know-how de procedimientos electrofisiológicos para el estudio del sistema vibrisal de la rata, los cuales incluyen estudios de conducción nerviosa para comprender los mecanismos fisiológicos del sistema y estudios conductuales. Estos estudios fueron dirigidos a una de las capacidades sensoriales más sobresalientes de la rata: la capacidad de discriminar objetos de diferentes texturas. Se pusieron en evidencia estrategias conductuales que permitirían a los roedores mejorar la percepción de la información táctil y la existencia de patrones temporales en los aferentes primarios relacionados a la rugosidad de las superficies palpadas.Estos hallazgos electrofisiológicos condujeron, naturalmente, a preguntas tales como: ¿qué característica física de la superficie de rozamiento está siendo codificada por el sistema vibrisal en determinadas condiciones?, ¿Cómo se trasmite esa información? y ¿todas las vibrisas transmiten de igual forma la información?Para comenzar a responder estas preguntas, fue necesario abordar el estudio de las características morfológicas relevantes de las superficies de rozamiento, desarrollar técnicas de procesamiento de la información de las señales electrofisiológicas, modelar el sistema y estudiar posibles diferencias funcionales entre las vibrisas. Así quedaron planteados los objetivos de la tesis.En el desarrollo de este trabajo de tesis se propuso una herramienta estadística, basada en la teoría de la información, que nos permitió cuantificar la información táctil presente en la actividad eléctrica de las fibras nerviosas que inervan las vibrisas; se modeló matemáticamente el comportamiento eléctrico del nervio vibrisal lo que permitió interpretar mejor el significado/motivo por el cual los potenciales evocados del registro se presentan con diferentes formas, amplitud y duración; se realizaron registros electrofisiológicos en la innervación de varias vibrisas en forma simultánea cuando estas eran estimuladas con superficies de diferente rugosidad para revelar y caracterizar los códigos neuronales involucrados en la integración sensorial. Además, se hizo un análisis de respuesta en frecuencia de varias vibrisas que demostró qué, aunque todos los senos foliculares son anatómicamente similares, funcionalmente son muy diferentes. Cada folículo está preparado para tener mayor sensibilidad para un estímulo de frecuencia específico, que a su vez está en sintonía con su vibrisa, cuya frecuencia de resonancia depende exclusivamente de sus características físicas.Por último, considerando los parámetros generales del proceso de transducción determinados en el transcurso de la tesis tales como linealidad, sensibilidad y capacidad de adaptación a diferentes modalidades del estímulo, se plantearon los criterios para una futura implementación en sistemas tecnológicos multisensoriales biomiméticos lo cual representa el mayor aporte de la tesis al conocimiento científico y tecnológico.