Determinación de la percepción de un estímulo doloroso a partir de la actividad EEG pre-estímulo

Este proyecto fin de carrera forma parte de un conjunto de líneas de investigación que el Hospital Nacional de Parapléjicos lleva a cabo en el campo del dolor. El proyecto que se ha desarrollado tiene un objetivo fundamental, la demostración de que se puede determinar la percepción de un estímulo doloroso a partir de la actividad electroencefalográfica (EEG) pre-estímulo. Para ello, se han realizado unos registros EEG junto con estimulación eléctrica y estimulación láser CO2 para luego realizar un análisis frecuencial exhaustivo de dichos registros. Una parte muy importante del análisis de los registros EEG fue la extracción de artefactos, para cuyo caso se utiliza principalmente Análisis de Componentes Independientes (ICA). Gracias a esta técnica se pueden descomponer los datos cerebrales obtenidos por los registros de EEG y se separan las señales no cerebrales de las cerebrales que han sido captadas en los registros. En este proyecto se utilizará para estimar ICA el algoritmo de aprendizaje no supervisado Infomax. En este algoritmo se maximiza la información mutua. Esto se consigue cuando se maximiza la entropía. El algoritmo Infomax encuentra las componentes independientes que son fisiológicamente verosímiles, funcionalmente distintas, y a menudo tienen semejanzas espaciales y funcionales en los conjunto de datos, sesiones y sujetos. De la experimentación realizada en este proyecto se puede concluir que el estado de activación cerebral está implicado en la codificación de un estímulo térmico en un estímulo doloroso.Ingeniería de Telecomunicació

Effects of moderate static magnetic field on neural systems is a non-invasive mechanical stimulation of the brain possible theoretically?

Static magnetic fields have been shown to induce effects on the human brain. Different experiments seem to support the idea that moderate static magnetic field can exert some influence on the gating processes of the membrane channels. In this article we visit the order of magnitude of the energy magnetic terms associated with moderate applied field (between 10 and 200 milliteslas). It is shown that gradients of the Zeeman energy associated with the inhomogeneous applied fields can induce pressures of the order of 10^(-2)Pa. The surface tension generated by the magnetic pressure, on the surface delimiting the brain region subject to relevant field and gradients, is found to range between 10^(-1) and 1 mN.m^(-1). These pressures seem to be strong enough to interfere with the elastic and electrostatic energies involved in the channel activation-inactivation-deactivation mechanisms of biological membranes. It has been described that small mechanical force can activate voltage gated potassium channels. Moreover, stretch-activated ion channels are widely described in different biological tissues. Virtually, all these channels can modify their activity if stressed by a sufficient pressure delivered for enough time. We propose mechanical stimulation - possibly not exclusively - as a candidate mechanism how static magnetic field can produce effects in biological systems. It must be emphasized, that such field gradients were not previously proposed as a possible source of neural activity modification

Hand motor fatigability induced by a simple isometric task in spinal cord injury

[Abstract] This study aimed: (1) to evaluate the hand motor fatigability in people with spinal cord injury (SCI) and compare it with measurements obtained form an able-bodied population; (2) to compare the hand motor fatigability in people with tetraplegia and in people with paraplegia; and (3) to analyse if motor fatigability is different in people with SCI with and without clinical significant perceived fatigability. Materials and methods: 96 participants with SCI (40 cervical and 56 thoracolumbar) and 63 able-bodied controls performed a simple hand isometric task to assess motor fatigability. The Fatigue Severity Scale was used for perceived fatigability evaluation. Results: The main results of this study can be summarized as follows: (1) the waning in muscle force (motor fatigability) during a fatiguing task is similar in controls and participants with SCI; (2) the motor fatigability is influenced by the maximal muscle force (measured at the beginning of the task); and (3) the perceived fatigability and the motor fatigability are largely independent in the individuals with SCI. Conclusion: Our findings suggest that the capability to maintain a prolonged effort is preserved in SCI, and this capacity depends on the residual maximal muscle force in people with SCI.Instituto de Salud Carlos III; ICI20/0007

Selective Enhancement of Motor Imagery Features Using Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) has been shown to selectively modulate cortical responses in memory, motor and perceptual tasks. Here we show that this type of stimulation results in targeted enhancement of brain patterns elicited during motor-imagery. Offline analysis suggest this may yield higher classification performance. Experiments with healthy subjects (N = 10) and patients with spinal cord injury (N = 9) supports the idea of using tDCS as a facilitator for using brain-computer interfacing (BCI) in the frame of motor rehabilitation

Effects of Fatigue Induced by Repetitive Movements and Isometric Tasks on Reaction Time

[Abstract] Purpose: The understanding of fatigue of the human motor system is important in the fields of ergonomics, sport, rehabilitation and neurology. In order to understand the interactions between fatigue and reaction time, we evaluated the effects of two different fatiguing tasks on reaction time. Methods: 83 healthy subjects were included in a case-control study with three arms where single and double choice reaction time tasks were performed before and after 2 min fatiguing task (an isometric task, a finger tapping task and at rest). Results: After an isometric task, the right-fatigued hand was slower in the choice component of a double choice reaction time task (calculated as the individual difference between single and double choice reaction times); also, the subjects that felt more fatigued had slower choice reaction time respect to the baseline assessment. Moreover, in relationship to the performance decay after two minutes, finger tapping task produces more intense fatigability perception. Conclusions: We confirmed that two minutes of isometric or repetitive tasks are enough to produce fatigue. The fatigue perception is more intense for finger tapping tasks in relation to the performance decay. We therefore confirmed that the two fatiguing tasks produced two different kind of fatigue demonstrating that with a very simple protocol it is possible to test subjects or patients to quantify different form of fatigue.Ministerio de Economía y Competitividad; SAF2016-80647-

A Multiple-Choice Maze-like Spatial Navigation Task for Humans Implemented in a Real-Space, Multipurpose Circular Arena

Spatial navigation is a key aspect of human behavior and it is still not completely understood. A number of experimental approaches exist, although most of the published data in the last decades have relied on virtual maze on-screen simulation or not-completely freely moving 3D devices. Some interesting recent developments, such as circular mazes, have contributed to analyze critical aspects of freely moving human spatial navigation in real space, although dedicated protocols only allow for simple approaches. Here, we have developed both specifically designed and home-assembled hardware equipment, and a customized protocol for spatial navigation evaluation in freely moving humans in a real space circular arena. The spatial navigation protocol poses an imitation of a real-space multiple-choice path maze with cul-de-sac and instances of non-linear movement. We have compared the results of this system to those of a number of validated, both virtual and real, spatial navigation tests in a group of participants. The system composed by hardware, the test protocol, and dedicated measure analysis designed in our laboratory allows us to evaluate human spatial navigation in a complex maze with a small and portable structure, yielding a highly flexible, adaptable, and versatile access to information about the subjects’ spatial navigation abilities

Rúbrica elaborada per avaluar la Competència “Pensament Reflexiu” (PR)

Projecte: 2016PID-UB/028[cat] El projecte en el qual s’emmarca aquest instrument respon a una comunitat de pràctica com a base del treball cooperatiu, el desenvolupament professional interdisciplinari i la millora de la pràctica docent a partir d’una xarxa entre els membres integrants procedents de cinc universitats (UB, UAB, UCLM, UBU i UVEG- La Florida Universitaria). Fruit d’aquest treball, es va aprofundir en el marc teòric sobre les activitats d’ensenyament i d’aprenentatge reflexiu a la Universitat a través de les metodologies narratives. Això va permetre l’elaboració de dispositius per facilitar el pensament reflexiu sobre el procés de construcció del coneixement, l’aprenentatge realitzat i el desenvolupament competencial per part de l’alumnat en el marc de les diferents assignatures implicades en el projecte. Paral.lelament, va permetre el disseny d’un sistema d’avaluació formativa coherent amb les tasques d’aprenentatge proposades, en forma de rúbriques. La proposta de la definició de pensament reflexiu com a competència comuna, així com de les dimensions i els indicadors amb els corresponents nivells de domini és el que es presenta en el present document.[spa] El proyecto en el cual se enmarca este instrumento responde a una comunidad de práctica como base del trabajo cooperativo, el desarrollo profesional interdisciplinario y la mejora de la práctica docente a partir de una red entre los miembros integrantes procedentes de cinco universidades (UB, UAB, UCLM, UBU y UVEG- La Florida Universitaria). Fruto de este trabajo, se profundizó en el marco teórico sobre las actividades de enseñanza y de aprendizaje reflexivo en la Universidad a través de las metodologías narrativas. Esto permitió la elaboración de dispositivos para facilitar el pensamiento reflexivo sobre el proceso de construcción del conocimiento, el aprendizaje realizado y el desarrollo competencial por parte del alumnado en el marco de las diferentes asignaturas implicadas en el proyecto. Paralelamente, permitió el diseño de un sistema de evaluación formativa coherente con las tareas de aprendizaje propuestas, en forma de rúbricas. La propuesta de la definición de pensamiento reflexivo como competencia común, así como de las dimensiones y los indicadores con los correspondientes niveles de dominio se presenta a continuación.Recurs elaborat en el marc del projecte concedit a la convocatòria de Projecte d’innovació docent del Programa de Millora i Innovació Docent, “El pensament reflexiu i el desenvolupament competencial a l'educació superior” (2016PID-UB/028)

El pensamiento reflexivo a través de las metodologías narrativas: experiencias de innovación en educación superior

Coordinació: Marta Sabariego PuigEste cuaderno es fruto de dos proyectos concedidos en las convocatorias de ayudas a la investigación en docencia universitaria (REDI- CE14-1511 y REDICE16-1660). Están centrados en el estudio de las metodologías de carácter narrativo y (auto)biográfico (Suárez, 2011) sobre el pensamiento reflexivo para el desarrollo personal y profesional del alumnado universitario. Ambos proyectos han permitido la consolidación de una comunidad de práctica, una red interuniversitaria e interdisciplinar de profesorado docente e investigador que tiene como finalidad profundizar en la base teórica, la sistematización y la validación de las experiencias de innovación para el fomento del pensamiento reflexivo a través de las metodologías narrativas. El cuaderno es el producto del análisis colectivo de las experiencias desarrolladas y los resultados obtenidos, vinculando la investigación con la innovación para una docencia de calidad que nos lleve a pensar sobre el valor de una de las vías más importantes para construir y reconstruir significados en las actividades de enseñanza y aprendizaje que se plantean en el espacio universitario: la reflexión. El texto está organizado en dos secciones. La primera recoge tres apartados teóricos sobre la fundamentación conceptual del pensamiento reflexivo, las características de los espacios de aprendizaje favorables al desarrollo de esta competencia básica para el aprendizaje en la Universidad y el valor de los dispositivos narrativos diseñados. La segunda sección engloba diez experiencias innovadoras que ilustran el desarrollo de un aprendizaje más reflexivo en el alumnado vía escritura narrativa. Finalmente, el cuaderno concluye con propuestas para contribuir a la renovación y validación de una actividad docente organizada y estructurada a este efecto en la educación superio

Treatment with tocilizumab or corticosteroids for COVID-19 patients with hyperinflammatory state: a multicentre cohort study (SAM-COVID-19)

Objectives: The objective of this study was to estimate the association between tocilizumab or corticosteroids and the risk of intubation or death in patients with coronavirus disease 19 (COVID-19) with a hyperinflammatory state according to clinical and laboratory parameters. Methods: A cohort study was performed in 60 Spanish hospitals including 778 patients with COVID-19 and clinical and laboratory data indicative of a hyperinflammatory state. Treatment was mainly with tocilizumab, an intermediate-high dose of corticosteroids (IHDC), a pulse dose of corticosteroids (PDC), combination therapy, or no treatment. Primary outcome was intubation or death; follow-up was 21 days. Propensity score-adjusted estimations using Cox regression (logistic regression if needed) were calculated. Propensity scores were used as confounders, matching variables and for the inverse probability of treatment weights (IPTWs). Results: In all, 88, 117, 78 and 151 patients treated with tocilizumab, IHDC, PDC, and combination therapy, respectively, were compared with 344 untreated patients. The primary endpoint occurred in 10 (11.4%), 27 (23.1%), 12 (15.4%), 40 (25.6%) and 69 (21.1%), respectively. The IPTW-based hazard ratios (odds ratio for combination therapy) for the primary endpoint were 0.32 (95%CI 0.22-0.47; p < 0.001) for tocilizumab, 0.82 (0.71-1.30; p 0.82) for IHDC, 0.61 (0.43-0.86; p 0.006) for PDC, and 1.17 (0.86-1.58; p 0.30) for combination therapy. Other applications of the propensity score provided similar results, but were not significant for PDC. Tocilizumab was also associated with lower hazard of death alone in IPTW analysis (0.07; 0.02-0.17; p < 0.001). Conclusions: Tocilizumab might be useful in COVID-19 patients with a hyperinflammatory state and should be prioritized for randomized trials in this situatio

Estudio de los efectos de la estimulación con campos magnéticos estáticos sobre la corteza visual

La vida está estrictamente relacionada con el medio ambiente, el medio ambiente se encuentra inmerso en campos magnéticos. Los campos magnéticos estáticos han sido utilizados por los seres humanos en el intento de tratar los trastornos de la salud, ya que se pensaba que podían tener efectos sobre el cuerpo y sobre el sistema nervioso. Las células del cerebro tienen propiedades eléctricas, y las conexiones entre las células cerebrales son en gran parte debido a un acoplamiento eléctrico. La relación entre los campos magnéticos y la electricidad es bien conocida. A pesar de una serie de informes sobre la posibilidad de que los campos magnéticos estáticos puedan interferir con las funciones fisiológicas del cerebro, hasta el 2011 no hemos tenido datos convincentes sobre los efectos de los campos magnéticos de intensidad moderada en humanos. Las técnicas neurofisiológicas no invasivas que pueden inducir plasticidad, modular la excitabilidad cortical o producir interferencias con la actividad normal del cerebro pueden ser útiles en el tratamiento de trastornos neuropsiquiátricos y en el ámbito del estudio de las funciones cognitivas. A estas técnicas se las conoce con el nombre de estimulación cerebral no invasiva. A partir de 2011, año en que se demuestra que los campos magnéticos estáticos pueden modular la excitabilidad de la corteza motora, la estimulación transcraneal con campo magnético estático (tSMS) ha entrado en la gran familia de las técnicas de estimulación cerebral no invasiva. En este trabajo presentaremos datos sobre los efectos de la tSMS sobre la corteza visual, para ello nos ayudaremos de una de las técnicas de registro electrofisiológico con mayor resolución temporal, el electroencefalograma. En la primera parte del trabajo hemos podido comprobar que la aplicación transcraneal de un campo magnético estático de unos cientos de milliteslas sobre la corteza visual humana produce un aumento focal de la actividad EEG alfa en región occipital, y que el mismo tratamiento se asocia a una disminución del rendimiento en una tarea de búsqueda visual alfa-dependiente. En la segunda parte hemos evaluado los efectos de los campos magnéticos estáticos sobre la fotofobia experimental evocada en sujetos sanos. Hemos comprobado que la tSMS sobre corteza visual es capaz de reducir el efecto de discomfort que produce un estímulo luminoso. Basándonos en nuestro trabajo podemos decir que la estimulación transcraneal mediante campos magnéticos estáticos (tSMS) de unos pocos cientos de militeslas aplicada sobre la corteza visual no sólo es capaz de interferir con la función normal del cerebro, proporcionando la primera demostración de que los campos magnéticos estáticos pueden evocar una modulación de la función cerebral que se manifiesta como un cambio de comportamiento en los seres humanos. Los efectos tanto neurofisiológicos como comportamentales inducidos por la tSMS pueden representar la base racional de la utilización de la tSMS como una herramienta muy útil en el tratamiento de los trastornos neurológicos en los que está involucrada esta corteza