Registro electrofisiológico para estudios sensoriales en insecto-plaga: puesto a punto de una técnica para la medición de potenciales de acción en palpo labial de Spodoptera frugiperda

Director novel: Bioing. Celina Bratovich
Asesora: Dr. Pablo Guerenstein
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Resumen: El dióxido de carbono (CO2), junto con los olores naturales, participa en la modulación de algunos de los comportamientos de los insectos. Se sabe que, en las polillas, el CO2, (cuyos receptores neuronales se ubican en los palpos labiales) es usado durante la búsqueda de alimento y la oviposición. Una interferencia en esta entrada sensorial podría afectar el comportamiento de los insectos. Por esta razón surge la necesidad de caracterizar la respuesta electrofisiológica a señales de CO2. Este proyecto tiene como objetivo general poner a punto una técnica electrofisiológica para la medición de potenciales de acción en neuronas sensitivas del palpo labial de Spodoptera frugiperda; una polilla plaga del maíz (entre otros cultivos de importancia económica). El proyecto incluirá el desarrollo y la puesta a punto de la técnica, en dos puestos de trabajo (setups) en dos lugares diferentes. A partir de la puesta en funcionamiento del primer setup (CICyTTP-CONICET, Diamante) se espera poder realizar una transferencia tecnológica a la FI-UNER (Oro Verde), en donde se adaptará un equipo de mediciones electrofisiológicas intracelulares. Con este proyecto se pretende conformar un equipo de trabajo para iniciar una nueva línea de investigación dentro de la FI-UNER.

Palabras clave:
Técnicas electrofisiológicas – neuronas olfativas - Spodoptera frugiperda - plaga de cultivos

Evaluación de microcontroladores para la implementación de una interfaz cerebro-computadora

Director novel: Mg. Eduardo Filomena
Asesor: Ms. Rubén Acevedo
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Resumen: Como consecuencia de accidentes o enfermedades que afectan el sistema neuromuscular, muchas personas pierden total o parcialmente la capacidad de movimiento y con esto, la capacidad de comunicación. La severidad de estos casos va desde la simple afección de un miembro, hasta el caso extremo de discapacidad motriz en la que la persona pierde totalmente la capacidad motora pero conserva la capacidad cognitiva (síndrome de enclaustramiento o locked-in). El desarrollo de las Interfaces Cerebro Computadora (ICC), ofrece una alternativa para que estas personas puedan transmitir aunque sea de manera muy rudimentaria, información que sirva tanto como canal de comunicación como de control.

Si bien existen distintos tipos de implementación de ICC basados en computadoras personales y dispositivos de propósito general, son relativamente escasos los intentos de implementación de ICC en tiempo real con microcontroladores dedicados. Estos dispositivos, se presentan como una alternativa para lograr diseños más compactos, más económicos, más livianos y de tamaño más reducido.

Los microcontroladores de 32 bits, surgen como una alternativa interesante por su elevada capacidad de procesamiento, que se le suma a las características generales de los microcontroladores tales como bajo consumo y bajo costo.

Con estos procesadores, también se logra reducir el tamaño del desarrollo, aumentar su confiabilidad, mejorar su desempeño, y algo que para esta aplicación es importante, asegurar el determinismo y el tiempo de respuesta.

Este proyecto, tiene por objeto realizar una evaluación de distintos microcontroladores para implementar una ICC en tiempo real, basada en el paradigma de potenciales evocados P300

Palabras Clave: Interfaz Cerebro Computadora en tiempo real, microcontrolador 32 bits, sistema embebido, benchmark.

Indicadores de percepción científica y tecnológica en la provincia de Entre Ríos

Director: Ing. César Osella
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Resumen: En la década de los ochenta, ya recuperada la democracia, comienza la sociedad a protagonizar los diferentes espacios que le son naturales en un estado de derecho. Asimismo, y como resultado de épocas de oscurantismo ideológico y censura en la libertad de pensar, se aprecia principalmente entre los estudiantes ingresantes a la universidad algunas características singulares en relación a su actitud frente a las ciencias exactas y naturales. Resumidamente y sin pretender una generalización inconsciente algunas de estas particularidades se concentran en:

* Concepto extremadamente utilitarista de la ciencia.
* Falta de correlación entre conocimiento científico y la vida cotidiana.
* Marcada disminución en el entusiasmo por las ciencias exactas y naturales.
* Confusión sobre el rol de la ciencia en la escuela, en la sociedad, en la política.
* Fragmentación disciplinar.
* Divorcio entre la teoría y la práctica.
* Tendencia a la aseveración dogmática sin argumentación.

Naturalmente que este cuadro de diagnóstico (hipotetizado y abstracto) conforma un serio obstáculo para el desarrollo y formación de científicos. Más aún se considera inconveniente para la formación de un ciudadano de pensamiento libre e independiente. En el presente proyecto se propone indagar en los espacios pertinentes a los efectos de describir según un recorte preestablecido la percepción social de las ciencias.

Palabras Clave: Educación para la participación ciudadana – indicadores sociales – percepción de la ciencia.

Análisis, procesamiento y modelización de señales y sistemas biomédicos

Director: Dr. Gastón Schlotthauer
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Resumen: Las señales biomédicas, tales como el electrocardiograma, electroencefalograma o la señal de voz, tienen en común características de no estacionariedad y no linealidad. En muchas aplicaciones, sin embargo, se supone que se trata de señales estacionarias procedentes de sistemas lineales. Esta simplificación puede considerarse como una hipótesis de trabajo válida sólo como una aproximación que permite la aplicación de las técnicas clásicas de procesamiento de señales. No obstante, es conocido que los trastornos que afectan a uno o más órganos pueden detectarse mediante un correcto análisis de las señales en cuya producción están involucrados.

Es aquí donde debe prestarse especial atención a que las señales provenientes de sistemas con alguna patología se alejan aún más de las condiciones hipotéticas de estacionariedad y linealidad. Por esta razón resulta necesario el abordaje de las señales biomédicas mediante herramientas de análisis en un marco que considere las condiciones de no estacionariedad y no linealidad. Basándonos en los antecedentes del grupo de trabajo en técnicas tales como teoría de la información, análisis tiempo–escala, análisis adaptativo (descomposición empírica en modos), análisis multifractal, reconocimiento de patrones e inteligencia computacional, se propone en este proyecto el desarrollo de nuevas técnicas que ayuden a abordar los problemas descriptos.

Palabras-Clave: Señales biomédicas, no estacionariedad, multifractal, descomposición empírica en modos.

Secuenciación y caracterización de los transcriptos de β-catenina de Rhinella arenarum

Director novel: Dra. Carolina Galetto
Asesora: Dra. María Fernanda Izaguirre
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Resumen: β-catenina es una proteína citosólica muy conservada entre especies de metazoos y no metazoos, que interviene en numerosos procesos biológicos esenciales durante el desarrollo y el mantenimiento normal de los tejidos. Actúa como plataforma para múltiples interacciones con numerosas proteínas, dando lugar a sus dos funciones principales, la adhesión celular y la activación transcripcional de diversos genes involucrados en el control de la morfología y del ciclo celular.

Dada su importancia en los procesos celulares en los que interviene, es el centro de innumerables estudios estructurales, funcionales y evolutivos. Así, nuestro grupo de trabajo se ha centrado en el estudio de los mecanismos moleculares que controlan la dinámica de las uniones adherentes, mediadas por el complejo cadherina E/β-catenina, utilizando como modelo experimental al sapo Rhinella arenarum.

Para avanzar en este objetivo es esencial conocer la secuencia nucleotídica completa del ARN mensajero (ARNm) de β-catenina de esta especie. Nuestros estudios preliminares, recientemente publicados (Galetto y col., 2012), posibilitaron obtener un fragmento de 539pb del ARNm de β-catenina de Rhinella arenarum. Dado que para tener una base experimental más sólida se necesita obtener la secuencia completa de dicho gen, el presente proyecto permitirá implementar la herramienta molecular requerida para tal fin.

Para ello, el ARNm de β-catenina de Rhinella arenarum será aislado implementando la técnica de Amplificación Rápida de los Extremos de ADN copia (cDNA) (RACE-PCR), partiendo del conocimiento de una secuencia interna del ARNm de interés. Posteriormente, el ARNm obtenido será secuenciado y sus secuencias nucleotídica y aminoacídica analizadas mediante diversas herramientas bioinformáticas, que permitan establecer una filogenia y la diferencias evolutivas con otras especies de metazoos y no metazoos.

Palabras Clave: β-catenina, RACE-PCR, Rhinella arenarum

Investigación y desarrollo de un dispositivo de impulsión sanguínea pulsátil a frecuencias no fisiológicas

Director: Dr. José Di Paolo
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Resumen: El La enfermedad cardiovascular (ECV) es la principal causa de morbilidad y mortalidad en los países occidentales y un problema de salud pública significativo en la mayoría de las naciones industrializadas. Si bien existen tratamientos para reducir los efectos de esta enfermedad, frecuentemente a largo plazo la ECV deriva en insuficiencia cardíaca congestiva (CC).

Cuando se agotan las terapias farmacológicas y quirúrgicas, la alternativa terapéutica es el trasplante cuyo principal inconveniente es la ausencia de donantes. Una alternativa tecnológica al trasplante a corto plazo es el soporte circulatorio mecánico temporal tanto para pacientes que aguardan el trasplante como para otros que necesitan soporte circulatorio por un período determinado. Desde hace más de una década se están desarrollando bombas sanguíneas de flujo axial de pequeño tamaño que hacen posible su implantación en el organismo del paciente.

Estos dispositivos tienen un diseño simple, con pocas partes móviles, pequeña superficie de contacto con la sangre y además no poseen válvulas por lo cual no son oclusivos. Su fácil inserción facilita también la explantación. Por otra parte, el flujo al ser continuo no es fisiológico y ello podría devenir en nuevas patologías cardiovasculares. El hecho de no requerir válvulas en el sistema hace que una falla mecánica sea equivalente a una insuficiencia aórtica severa. Por otra parte, las bombas pulsátiles son en general de gran tamaño cuando impulsan con frecuencia fisiológica (1 Hz), lo que torna imposible su implantación, no obstante si los dispositivos se diseñan para suministro de flujo de sangre a mayor frecuencia, esto redundará en tamaños más reducidos: podrían ser totalmente implantables, bajo costo de fabricación y operación, suministrar un flujo más fisiológico y ser confiables y seguros.

En este proyecto se analizará la interacción fluido-estructura entre un flujo sanguíneo y émbolo impulsor que se mueve con velocidad periódica a una frecuencia no fisiológica (mayor a 1 Hz), configurando una bomba pulsátil. El mecanismo será de doble efecto constando de cuatro válvulas: dos de aspiración y dos de impulsión. La investigación se realizará desde el modelado teórico de la dinámica de fluidos asociada al flujo de sangre. El modelado teórico y la simulación computacional son un recurso utilizado para la predicción del comportamiento de prototipos previamente a los ensayos de laboratorio. Para este análisis se requieren distintos modelos donde las regiones de validez se establezcan en relación a los gradientes de velocidad y a la velocidad promedio del flujo. De esta forma podrán evaluarse cantidades indicativas de los riesgos o daños a los que podrá estar sujeta la sangre, además de predecir la potencia necesaria para impulsar el dispositivo. Por último, es objetivo del proyecto la construcción de un prototipo con pruebas exitosas en banco de pruebas con agua.

Palabras-Clave: Bombas de asistencia ventricular, dispositivos implantables, análisis computacional, elementos finitos, insuficiencia cardiaca Terminal.

Rol de la Adhesión Celular en la Morfogénesis y el Mantenimiento de la Arquitectura Epitelial

Investigador responsable: Dr. Víctor Hugo Casco
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Fuente de financiamiento: Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT).

Resumen: La morfogénesis y la arquitectura de un epitelio en desarrollo son controladas tanto por la forma como por los contactos celulares, mediados por moléculas de adhesión celular reguladas espacial y temporalmente.

Desde hace varios años nuestro grupo estudia el rol de la molécula de adhesión intercelular epitelial cadherina E como factor clave de adhesión epitelial y en el establecimiento y mantenimiento de la arquitectura epitelial in vivo.

Nuestros estudios de inmunohistoquímica bidimensional, así como los de inmunofluorescencia y de microscopia de desconvolución digital tridimensional demostraron que durante la morfogénesis epitelial en condiciones normales se producen cambios en los patrones espacio-temporales de la expresión de cadherina E, correlacionados con el incremento de esta molécula, así como del número de células con geometría hexagonal. Paralelamente se ha evidenciado que, la alteración en los niveles de fosforilación de las proteínas de los complejos de unión produce una drástica pérdida de cadherina E en los contactos célula-célula, así como de β-catenina, su molécula de conexión al citoesqueleto de actina. A su vez, se produce un incremento citoplasmático y nuclear de β-catenina en las células epidérmicas, sugiriendo la activación de la ruta de señalización nuclear mediada por β-catenina. Sorprendentemente, no se detectan cambios en la forma celular o en la arquitectura de la piel, lo que sugiere que la cadherina E epidérmica estaría involucrada en procesos de señalización celular más que en el mantenimiento de los contactos intercelulares in vivo.

Para avanzar en nuestros estudios debemos correlacionar los estudios morfométricos con estudios moleculares por RT-PCR para detección y cuantificación de los ARNm de Cadherina E y β-catenina y la secuenciación de los genes en Rhinella arenarum. necesitamos analizar los patrones de expresión a nivel ultraestructural, aplicando microscopia electrónica de transmisión clásica, así como inmunohistoquímica de alta resolución.

Finalmente, planificamos realizar un estudio morfométrico dinámico en montaje completo, utilizando microscopia de desconvolución digital de time-lapse. Para ello, desarrollaremos un microscopio de desconvolución digital, a partir de la motorización de un equipo comercial y el desarrollo posterior de un software de desconvolución.

Palabras Clave: cadherina E - β-catenina - morfogénesis -mantenimiento - arquitectura epitelial

Diseño e implementación de un sistema provincial para la identificación y seguimiento de sintomáticos respiratorios y de contactos de pacientes con Tuberculosis pulmonar

Investigador responsable: Ms. Liliana Mendez Castells
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Fuente de financiamiento: FONCYT

Aprendizaje significativo de conceptos fundamentales de Física Mecánica a través de trabajos prácticos de laboratorio, utilizando TIC

Directora: Prof. Graciela Monzón
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Resumen: Los estudiantes de carreras que incluyen el espacio curricular Física deben saber ciencia / aprender ciencia. Esto implica que deben aprender a hacer ciencia.
El docente de ciencias debe generar los espacios y tiempos para la optimización de la comprensión de contenidos físicos teóricos y experimentales, con procederes que puedan favorecer su aprendizaje como lo son los trabajos prácticos de laboratorio.
Un trabajo práctico de laboratorio es la oportunidad para motivar a los estudiantes a articular teoría y práctica, en forma significativa, autónoma, creativa y participativa, enriqueciendo el aprendizaje particular de conceptos físicos.
Un medio seria aprovechando las tecnologías disponibles- usufructuando recursos como los que permiten las TIC, cuya utilización se considera que no es un obstáculo pues su manipulación es sencilla.
Estos medios didácticos son potentes, respecto de las medidas manuales, por su mayor precisión, instantaneidad, objetividad y capacidad de almacenamiento.
En la búsqueda de nuevos aportes que demuestren los progresos que pueden surgir en el aprendizaje de contenidos de mecánica, específicamente de movimientos y fuerzas en prácticas de laboratorio, sin ser simulaciones, con máquinas fotográficas digitales y datalogger, se propone analizar las competencias involucradas en el aprendizaje correspondiente de ingresantes a la FIUNER, cohorte 2014.

Palabras claves: Enseñanza, aprendizaje, física mecánica, trabajos prácticos de laboratorio, cámara fotográfica digital, datalogger, ingresante, Bioingeniería.

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