Field Generated by Waves, Sequential Activations and Apparent Motion: Effects and Typical Patterns

Juan Fernando Gómez-Molina, Alberto Antonio Restrepo-Velázquez, Luis Fernando Botero-Posada

Resumen


Abstract Important components of the Extracellular Field (EF) can be caused by a sequential or moving depolarization generated by some cell-groups at specific sub-regions. These depolarizations can be sensed not only by man-made techniques -as electroencephalography (EEG) and electrocardiography (ECG) - but also by some physiological processes associated to ephaptic interactions. METHODS: Based on principles of electromagnetism we implement two computer simulations where this can be studied: 1. Bilateral waves, where subregions can have up to 3 mesoscopic states: activated, resting or sleeping (hyperpolarized) and 2. Stochastic propagation without deactivation. RESULTS: Biphasic, Gaussian and Mexican hat functions can be generated by these models. CONCLUSIONS: (i) Mesoscopic minimalistic models can explain in a simple way some electrophysiological signals. (ii) We suggest an analogy between mechanisms used in animal and robots to detect visual motion and engineering techniques to detect moving depolarizations in the nervous system. Similarly, such mechanisms might exist in cell-groups. (iii) Distorted waves can cause pathologies and their modulation by electric or magnetic stimulation can be potentially beneficial.

ResumenComponentes importantes de los campos extracelulares (CE) pueden ser causados por despolarización secuencial o en movimiento, generadas por algunos grupos celulares en subregiones específicas. Estas despolarizaciones pueden ser detectadas no solo con técnicas hechas por el hombre -como la electroencefalografía (EEG) o la electrocardiografía (ECG)- sino también por algunos procesos fisiológicos asociados con interacciones por efectos directos de campo eléctrico local. MÉTODOS: Basados en principios del electromagnetismo nosotros implementamos dos simulaciones de computador donde esto puede ser estudiado: 1. Ondas bilaterales, donde las subregiones pueden tener hasta 3 estados mesoscópicos: activación, reposo o dormido (hiperpolarización) y 2. Propagación estocástica sin desactivación. RESULTADOS: Funciones bifásicas, Gaussianas y tipo sombrero mexicano pueden ser generadas por estos modelos. CONCLUSIONES: (i) Modelos mesoscópicos minimalísticos pueden explicar de una manera simple algunas señales electrofisiológicas. (ii) Sugerimos una analogía entre mecanismos usados en animales y robots para detectar movimiento visual y técnicas de ingeniería para detectar despolarizaciones en movimiento en el sistema nervioso. Asimismo, tales mecanismos pueden existir en grupos celulares. (iii) Ondas distorsionadas pueden causar patologías y su modulación con estimulación eléctrica y magnética puede ser beneficiosa.

Resumo Os principais componentes do campos extracelulares ( CE ) pode ser causada por movimentos despolarizações seqüenciais ou alguma célula adj Gerado em grupos sub-regiões específicas . Está despolarizações pode ser detectado não apenas as técnicas feita pelo homem , tais como a eletroencefalografia (EEG) e eletrocardiograma (ECG) - Sino também para algumas adj associados processos fisiológicos com interações epapticas . MÉTODOS : Com base em : princípios do eletromagnetismo Implementamos duas simulações de computador onde este pode ser estudada : 1. ondas bilaterais , onde as sub-regiões podem ter até 3 ESTADOS mesoscópicos : ativação, descanso ou hiperpolarização e 2. estocástico propagação pecado desativação. RESULTADOS: funções bifásicos , Gaussian e tipo chapéu mexicano pode ser gerada por esses modelos. CONCLUSÕES : (i) minimalisticos modelos mesoscópicos pode explicar de uma forma simples Alguns sinais eletrofisiológicos . (Ii) sugerir uma analogia entre -mecanismos de animais e robôs usados para detectar movimento visual e técnicas afins despolarizações Pará detectar movimento no sistema nervoso . Além disso, histórias de mecanismos podem existir em grupos de células . (Iii) as doenças podem causar ondas distorcidas e modulação estímulo elétrico e magnético pode ser benéfico. 


Palabras clave


Electrophysiology, Models, Motion detection, Waves, Local and global states.

Texto completo:

PDF


DOI: https://doi.org/10.24050/19099762.n17.2015.732

Métricas de artículo

Vistas de resumen
108




Cargando métricas ...

Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.


UNIVERSIDAD EIA

Sede de Las Palmas: Km 2 + 200 Vía al Aeropuerto José María Córdova Envigado, Colombia. Código Postal: 055428
Tel: (574) 354 90 90. Fax: (574) 386 11 60

Sede de Zúñiga: Calle 25 Sur 42-73 Envigado, Colombia. Código Postal: 055420
Tel: (574) 354 90 90. Fax: (574) 331 34 78
NIT: 890.983.722-6

Sistema OJS - Metabiblioteca |