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Campo DC Valor Lengua/Idioma
dc.coverage.spatialMéxico
dc.coverage.temporal2017-2018
dc.date.accessioned2022-10-24T22:08:29Z-
dc.date.available2022-10-24T22:08:29Z-
dc.date.issued2017
dc.identifier.urihttp://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/7256-
dc.description.abstractTécnicas electrofisiológicas, tales como registros intra y extracelulares incluyendo electromiogramas, electrocardiogramas, y electroencefalogramas, se utilizan en laboratorios de investigación y clínicos para estudiar la biofísica celular o diagnosticar enfermedades. Los estudiantes que reciben educación en el área de las ciencias biomédicas deben estar familiarizados con la teoría subyacente, así como la aplicación práctica de dichas técnicas. La Licenciatura de Física Biomédica de la Facultad de Ciencias ofrece formación teórica y práctica en la física, las matemáticas y las ciencias biomédicas. Sin embargo, actualmente ofrecemos muy poca formación práctica en electrofisiología. Se propone el desarrollo de una serie de prácticas de laboratorio diseñados para enseñar a los estudiantes la instrumentación, técnicas de registro y habilidades relacionadas, tales como la disección, la preparación del tejidos, y imagenología. Todas las prácticas se desarrollarán en forma escrita, y algunos incluirán videos instructivos. Todos los materiales didácticos serán compartidos bajo una licencia abierta que permite la reutilización y adaptación, y en un repositorio abierto que permite la colaboración, modificación y adición de nuevos materiales. Con estas prácticas, nuestro objetivo es mejorar la educación de los estudiantes en Física Biomédica mediante la integración de conocimientos teóricos y prácticos, y la creación de los estudiantes expertos en la electrofisiología.
dc.description.sponsorshipDirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA)
dc.languagees
dc.rightsTodos los derechos son propiedad de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)
dc.titleMejoramiento del aprendizaje en Física Biomédica a través de prácticas del laboratorio en electrofisiología
dc.typeProyecto PAPIME
dcterms.provenanceFac. Ciencias
dc.identifier.papimePE213817
dc.contributor.responsibleMC KIERNAN, ERIN CHRISTY
dc.description.objectiveObjetivo general: Mejorar la formación de los estudiantes en Física Biomédica mediante el desarrollo de una serie de prácticas de laboratorio sobre técnicas electrofisiológicas y habilidades relacionadas. Objetivos específicos: 1. Desarrollar prácticas de laboratorio para enseñar a los estudiantes la instrumentación de dispositivos utilizados para el registro electrofisiológico. 2. Desarrollar prácticas de laboratorio para enseñar a los estudiantes las habilidades necesarias para disecar y preparar los tejidos y las células para el registro electrofisiológico. 3. Desarrollar prácticas de laboratorio para enseñar a los estudiantes acerca de de la función de microscopios y imagenología básica para visualizar las células antes, durante y después del registro electrofisiológico. 4. Desarrollar prácticas de laboratorio para enseñar a los estudiantes las técnicas electrofisiológicas básicas, tales como los registros intra y extracelulares.
dc.description.hypothesisPrácticas de laboratorio de electrofisiología generarán un considerable interés por parte de los estudiantes, lo que ayuda a solidificar los conceptos presentados en clase y mejorar su desempeño académico. Esperamos que los estudiantes que completan estas prácticas se graduarán con las habilidades conceptuales y técnicas para desarrollar métodos de registro electrofisiológico y realizar registros electrofisiológicos en laboratorios de investigación o clínicas.
dc.description.strategiesSe desarrollarán prácticas de laboratorio para entrenar a los estudiantes en las siguientes áreas: INSTRUMENTACIÓN Uno de los objetivos del programa de Física Biomédica es formar a los estudiantes en la instrumentación biomédica, y en concreto el diseño de métodos y dispositivos para obtener registros electrofisiológicos. nos proponemos desarrollar prácticas de laboratorio para proporcionar formación en este ámbito. Vamos a comprar los kits de Backyard Brains que permitan a los estudiantes construir dispositivos para el registro de los potenciales de acción en pequeños animales invertebrados, los potenciales eléctricos que generan los músculos humanos, e incluso registrar la actividad eléctrica generada por el corazón o el cerebro. Estas prácticas de laboratorio incluirán educación en función de circuitos básicos, construcción de electrodos, soldadura, y la programación de Arduino. Los kits disponibles incluyen: 1. DIY Neuron SpikerBox 2. DIY Neuron 2-Channel SpikerBox 3. DIY Muscle SpikerShield 4. DIY Muscle SpikerBox DISECCIÓN Registros electrofisiológicos requieren disección y preparación de animales y tejidos. Se les enseñará manejo básico, limpieza y cuidado de las herramientas de disección y microdisección, el fijar de los preparativos para minimizar los daños y evitar el movimiento durante la grabación, y la extracción de órganos y tejidos específicos, tales como las áreas del cerebro para la grabación. Serán utilizados animales invertebrados y vertebrados. Todos los estudiantes asistirán a clases de bioseguridad y seguridad en el laboratorio antes de la disección para aprender cómo manejar y disponer de los tejidos. Kits de herramientas de disección para estudiantes están disponibles de varios proveedores, como World Precision Instruments. MICROSCOPIOS Y IMAGENOLOGÍA La disección de pequeños organismos y extracción de tejidoS para la grabación requiere el uso de un microscopio, por lo general un microscopio estéreo con magnificación 10-40x. Los registros electrofisiológicos requieren el uso de un microscopio de luz compuesto con mayor aumento. Estos microscopios pueden ser muy caros, por lo que es difícil obtener suficiente para ejecutar prácticas con un gran número de estudiantes. Sin embargo, la compañía Backyard Brains vende un microscopio con aumento de 100x por solo $ 100 USD. Estos microscopios son compactos y funcionan con la mayoría de los teléfonos celulares, haciéndolos fáciles de instalar y de usar en el aula. La ampliación es lo suficientemente bueno para ver las células individuales. Se desarrollarán prácticas para enseñar a los estudiantes sobre la función y el uso de estos microscopios para visualizar y identificar y células para la grabación. REGISTROS ELECTROFISIOLÓGICOS Registrar potenciales de acción: Estas grabaciones se realizarán utilizando los Backyard Brains Neuron SpikerBox. Registros extracelulares se pueden hacer de las piernas de grillos o de cucarachas. Los pelos sensoriales en estas piernas pueden ser estimulados para generar potenciales de acción, y los estudiantes pueden analizar la amplitud y la frecuencia de estas señales en respuesta a diferentes protocolos de estimulación. Esas prácticas serían ideales específicamente para el curso de Morfofuncional I en el tercer semestre de la carrera de Biomedical Física. La velocidad de conducción: En estos experimentos, los estudiantes aprenderán cómo realizar grabaciones extracelulares duales para estudiar la velocidad de conducción de señales eléctricas. Tales experimentos pueden realizarse en gusanos, o incluso en grandes nervios disecados de invertebrados. Los estudiantes pueden experimentar con la colocación de electrodos y la magnitud de estímulo para ver cómo estos factores afectan los resultados. Experimentos adicionales se pueden realizar con fibras mielinizadas / no mielinizadas para estudiar los efectos de aislamiento sobre la conducción de la señal. Esas prácticas serían ideales específicamente para el curso de Morfofuncional I en el tercer semestre de la carrera de Biomedical Física. Electromiogramas: Los estudiantes realizarán grabaciones extracelulares de los músculos grandes y los músculos pequeños con electrodos de superficie no invasivos. Una variedad de experimentos puede ser desarrollados para enseñar a los estudiantes acerca de la relación entre la frecuencia de potenciales de acción y la fuerza de contracciónes. Otros experimentos pueden ser diseñados para estudiar la biomecánica muscular o la fatiga. Este semestre pasado, un grupo de estudiantes de segundo semestre Física Biomédica utilizaron SpikerBoxes para estudiar la fatiga muscular en respuesta a contracciones excéntricas o concéntricas repetidas. Otras prácticas incluyen las electrocardiogramas y electroencefalogramas con otros dispositivos y kits de Backyard Brains.
dc.description.goalsDado que el profesor responsable de este proyecto (Dr. Erin Christy McKiernan) tiene contrato basado en el artículo 51, este proyecto sólo puede tener una duración de un año. Por lo tanto, las prácticas descritas anteriormente en la Metodología se desarrollarán en ese período de un año. Sin embargo, todos los materiales didácticas escritas, videos, y imagenes serán compartidos en línea para que el desarrollo de los protocolos puede continuar más allá del primer año del proyecto. Esperamos someter un artículo sobre el proyecto an una revista indexada al final del primer año.
dc.description.goalsAchieved1. Creación de un sitio web, con todos los materiales educativos bajo licencias abiertas, información sobre el proyecto, y fotos de las prácticas. https://electrophys.wordpress.com 2. Creación de un repositorio en GitHub: todos los archivos, datos, y código del proyecto bajo control de versiones y licencias abiertas. Da acceso libre a todos los materiales, pero además, con las herramientas collaborativas en GitHub, otros docentes pueden contribuir al proyecto. https://github.com/emckiernan/electrophys 3. Desarrollo de cuatro prácticas experimentales, materials didácticos, incluyendo manuales que ayuda a los docentes y alumnos llevar a cabo prácticas de (1) electromiografía, (2) electromiografía y espirometría simultánea, (3) electrooculografía, y (4) electrocardiografía. 4. Desarrollo de seis prácticas de análisis de datos: materiales didácticos, incluyendo tutorials en Jupyter (Python) que ayuda a los docentes y alumnos llevar a cabo prácticas en (1) Python básico, (2) extracción y visualización de datos, (3) filtrar amplitudes y obtener derivadas de los datos, (4) analizar ventanas de tiempo, (5) hacer autocorrelación y análisis de Fourier, y (6) analizar datos de EEG con análisis de componentes principales.
dc.description.areaÁrea 2. Ciencias Biológicas, Químicas y de la Salud
dc.description.selfAssessmentEn el año que duró este proyecto, hemos diseñado, probado, e implementado practicas con materiales educativos escritos para el laboratorio en electromiografía, electromiografía y espirometría simultánea, electrooculografía, y electrocardiografía. Además, hemos diseñado y creado tutoriales escritos para múltiples prácticas en el análisis de datos electrofisiológicos. Hemos construido un repositorio de GitHub para compartir todos los materiales educativos creados a través de este proyecto con control de versión y licencias abiertas para permitir la reutilización y la adaptación. También hemos creado un sitio web al que los estudiantes y otros educadores pueden acceder fácilmente a nuestros materiales educativos a través de una interfase fácil de usar. A pesar de los problemas asociados a la falta de materiales y equipos (detallados en el informe anexado), pudimos diseñar y probar varias prácticas de laboratorio utilizando los pocos dispositivos de registro electrofisológico disponibles para la carrera de Física Biomédica. Hicimos pruebas piloto con tres clases diferentes de Física Biomédica (2 grupos de Morfofuncional II en los semestres 2017-II y 2018-II y 1 grupo de Física del Cuerpo Humano en el semestre 2017-II), que son alrededor de 70 estudiantes en total. Consideramos que las experiencias de los alumnos en estas prácticas fue un factor importante que mejoró su desempeño académico. Aunque que este proyecto ha finalizado oficialmente, continuamos diseñando nuevas prácticas y materiales educativos y continuaremos actualizando y compartiendo nuevos materiales a través de nuestro repositorio y sitio web. Esperamos que todos los materiales serán de utilidad no solo dentro de la UNAM pero también por fuera y impactarán de manera positiva la educación en electrofisiología a nivel licenciatura.
dc.subject.DGAPABiología
Aparece en las colecciones: 2. Área de las Ciencias Biológicas, Químicas y de la Salud

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