Adaptive Electrical Stimulation to Improve In-Vitro Cell Growth

AbstractAn adaptive system is used to stimulate electrically (In-Vitro) muscle vagina cells and epithelial rabbit bladder cells with external electrical stimulation ES. Waveform stimulation is synthesized from both: A specific known action potential or by a set of independent ionic potentials conforming a multi output system. Each ionic potential is the output of a set of FIR filters in which the coefficient adaptation is carried out by using a time varying step size normalized LMS (NLSM) algorithm. The adaptive system output stimulates in-vitro culture cells emulating biological neurotransmitters action. Electrical stimulation (ES) shows that cells under test grow faster than non-stimulated ones, observing bigger cell viability in stimulated cells than non stimulated. The objective of the experiment is to analyze the effect of external electrical stimulation ES on confluence and cell viability in culture cells by MTT (3-[4,5-Dimethylthiazol-2-Yl]-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide) assays [A]

Sistema teleoperado para estimulación eléctrica transcorneal de señales múltiples

En el presente documento se muestra la actualización del diseño patentado de un sistema electrónico, construido para su aplicación en experimentos de estimulación eléctrica transcorneal. Las actualizaciones realizadas al dispositivo patentado permiten el cálculo, manipulación, control, monitoreo y aplicación de señales eléctricas previamente probadas en experimentos con humanos. La comunicación inalámbrica implementada facilitará la atención simultánea de hasta 216 equipos con una sola PC de control. Los resultados muestran la estabilidad del modelo lineal calculado para la programación de códigos digitales. No se cuenta con registro de dispositivos con las características del sistema aquí presentado, el cual aún se encuentra en etapa de desarrollo y no ha sido probado con pacientes humanos.Palabra(s) Clave(s): estimulación eléctrica transcorneal, estimulador, sistemaelectrónico, terapia experimental

ESTIMULADOR ELÉCTRICO TRANSCORNEAL

En la presente investigación, se ha desarrollado un modelo matemático de la respuesta eléctrica de la retina, medida sobre la cornea ante un impulso luminoso. La investigación desarrollada establece las bases un nuevo modelo que represente de una manera mas precisa el comportamiento de los conos y bastones del sistema retiniano, en relación al modelo mas desarrollado de Usui [1]. Dichos potenciales son modelados mediante un conjunto de filtros adaptables, cuyas variaciones en tiempo se ajustan fácilmente calculando los pesos de los filtros. A partir de los modelos matemáticos desarrollados, es posible sintetizar cualquier potencial de acción presente en la retina, con una precisión del 99.99%. Igualmente se ha mejorado la propuesta de diversos grupos de investigadores, para lograr la activación de éstas células por medio de la estimulación eléctrica transcorneal (EET). El estado del arte en EET hasta antes de esta investigación, consideraba señales bipolares cuadradas para tal efecto, sin garantizar que se lograra una adecuada respuesta de los cuerpos celulares retinianos, que son excitados naturalmente mediante corrientes iónicas definidas, y no por pulsos rectangulares como se ha usado hasta ahora. El desarrollo de los protocolos de estimulación en cornea humana, ha sido revisado por médicos especialistas que siguen la normatividad médica internacional, permitiéndonos obtener resultados hasta el momento inéditos, en pruebas con pacientes por más de tres años. Entre estos resultados destacan el fenómeno conocido como “fosfeno” aplicando parámetros de forma de onda como frecuencia y amplitud nunca antes usados. Un efecto colateral de la investigación permitió aplicar formas de onda con parámetros previamente definidos, para revertir la baja visión causada por padecimientos de la retina, como la Oclusión de Arteria Central de la Retina (OACR) y ‐iEstimulador Eléctrico Transcorneal la Retinosis Pigmentaria (RP). Para tal caso, se desarrollaron diversos equipos electrónicos, capaces de generar y controlar los parámetros físicos de la señal de estimulación no convencional. Señales que tienen la capacidad de emular los potenciales que de manera natural se presentan en el sistema retiniano cuando es estimulado por luz. Los primeros resultados de la investigación, nos permitieron conocer los parámetros físicos de las señales eléctricas, que provocan una sensación visual evocada por un estímulo no luminoso, permitiéndonos en consecuencia definir los parámetros que son biocompatibles con el sistema visual humano. Una vez establecidas las condiciones de biocompatibilidad de la señal, se han desarrollado protocolos de terapia experimental, con pacientes que sufren de baja visión provocada por OACR y RP. Los resultados de la terapia experimental sugieren que la EET, promueve la recuperación de las capacidades visuales perdidas, usando como parámetros de comparación la agudeza visual, la capacidad visual, la electrorretinografía y los campos visuales. Aún con los resultados de esta investigación, no ha sido posible determinar los mecanismos o alteraciones que sufre el sistema visual y que permiten la recuperación de las capacidades de los pacientes

Transcranial direct current stimulation for the treatment of tinnitus: a review of clinical trials and mechanisms of action

Abstract Background Tinnitus is the perception of sound in the absence of any external acoustic stimulation. Transcranial direct current stimulation (tDCS) has shown promising though heterogeneous therapeutic outcomes for tinnitus. The present study aims to review the recent advances in applications of tDCS for tinnitus treatment. In addition, the clinical efficacy and main mechanisms of action of tDCS on suppressing tinnitus are discussed. Methods The study was performed in accordance with the PRISMA guidelines. The databases of the PubMed (1980–2018), Embase (1980–2018), PsycINFO (1850–2018), CINAHL, Web of Science, BIOSIS Previews (1990–2018), Cambridge Scientific Abstracts (1990–2018), and google scholar (1980–2018) using the set search terms. The date of the most recent search was 20 May, 2018. The randomized controlled trials that have assessed at least one therapeutic outcome measured before and after tDCS intervention were included in the final analysis. Results Different tDCS protocols were used for tinnitus ranging single to repeated sessions (up to 10) consisting of daily single session of 15 to 20-min and current intensities ranging 1–2 mA. Dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) and auditory cortex are the main targets of stimulation. Both single and repeated sessions showed moderate to significant treatment effects on tinnitus symptoms. In addition to improvements in tinnitus symptoms, the tDCS interventions particularly bifrontal DLPFC showed beneficial outcomes on depression and anxiety comorbid with tinnitus. Heterogeneities in the type of tinnitus, tDCS devices, protocols, and site of stimulation made the systematic reviews of the literature difficult. However, the current evidence shows that tDCS can be developed as an adjunct or complementary treatment for intractable tinnitus. TDCS may be a safe and cost-effective treatment for tinnitus in the short-term application. Conclusions The current literature shows moderate to significant therapeutic efficacy of tDCS on tinnitus symptoms. Further randomized placebo-controlled double-blind trials with large sample sizes are needed to reach a definitive conclusion on the efficacy of tDCS for tinnitus. Future studies should further focus on developing efficient disease- and patient-specific protocols

BeSafe B2.0 Smart Multisensory Platform for Safety in Workplaces

Wearable technologies are becoming a profitable means of monitoring a person’s health state, such as heart rate and physical activity. The use of the smartwatch is becoming consolidated, not only as a novelty but also as a very useful tool for daily use. In addition, other devices, such as helmets or belts, are beneficial for monitoring workers and the early detection of any anomaly. They can provide valuable information, especially in work environments, where they help reduce the rate of accidents and occupational diseases, which makes them powerful Personal Protective Equipment (PPE). The constant monitoring of the worker’s health can be done in real-time, through temperature, falls, noise, impacts, or heart rate meters, activating an audible and vibrating alarm when an anomaly is detected. The gathered information is transmitted to a server in charge of collecting and processing it. In the first place, this paper provides an exhaustive review of the state of the art on works related to electronics for human activity behavior. After that, a smart multisensory bracelet, combined with other devices, developed a control platform that can improve operators’ security in the working environment. Artificial Intelligence and the Internet of Things (AIoT) bring together the information to improve safety on construction sites, power stations, power lines, etc. Real-time and historic data is used to monitor operators’ health and a hybrid system between Gaussian Mixture Model and Human Activity Classification. That is, our contribution is also founded on the use of two machine learning models, one based on unsupervised learning and the other one supervised. Where the GMM gave us a performance of 80%, 85%, 70%, and 80% for the 4 classes classified in real time, the LSTM obtained a result under the confusion matrix of 0.769, 0.892, and 0.921 for the carrying-displacing, falls, and walking-standing activities, respectively. This information was sent in real time through the platform that has been used to analyze and process the data in an alarm system