PhotoNeuro: Un fotodetector compacto para la sincronización de la presentación de estímulos visuales durante...

Área de la Ciencia:

• Neurociencia
• Ingeniería Biomédica
• Instrumentación

Sus antecedentes:

• La alineación temporal precisa de los estímulos visuales con las grabaciones electrofisiológicas o conductuales es crucial en neurociencia.
• Los sistemas de fotodetectores comerciales existentes a menudo tienen limitaciones, incluidos requisitos de alto voltaje, huellas grandes y poca compatibilidad con plataformas de código abierto.

Objetivo del estudio:

• Presentar un sistema de fotodetector compacto y de bajo costo para la temporización precisa de estímulos visuales en la investigación neurocientífica.
• Diseñar un sistema compatible con microcontroladores comunes y software de neurociencia de código abierto como Bonsai.
• Proporcionar una solución rentable y reproducible para sincronizar eventos visuales con grabaciones neuronales.

Principales métodos:

• Se desarrolló un circuito de fotodetector que comprende un fotodiodo, una etapa de amplificación y un filtro de paso bajo, con filtrado IR opcional.
• Se diseñó una variante de cuatro canales para necesidades de sincronización complejas (señales binarias de cuatro bits).
• Se validó el sistema utilizando análisis de corrección gamma en escala de grises en monitores LCD con Bonsai y se demostró su uso en un experimento de ratón con cabeza fija sincronizado con grabaciones de Neuropixels 2.0.

Principales resultados:

• El sistema de fotodetector desarrollado demuestra una fidelidad de señal equivalente a los dispositivos comerciales.
• Se logró un costo sustancialmente menor y una huella mínima adecuada para la configuración experimental.
• Se sincronizó con éxito el inicio del estímulo visual con las grabaciones neuronales en un modelo de ratón con cabeza fija.

Conclusiones:

• El sistema de fotodetector presentado ofrece una solución rentable, reproducible y versátil para la sincronización precisa de estímulos visuales en neurociencia.
• Su compatibilidad con plataformas de código abierto y microcontroladores facilita una adopción más amplia en los laboratorios de investigación.
• El sistema mejora la capacidad de realizar experimentos neurocientíficos complejos que requieren un control temporal preciso.