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NEUROCIENCIAS: PRINCIPIOS Y APLICACIONES
IBIO-3370 / 3
01
2013-I
Martes y jueves
17:00 – 18:20
LL-301
Fernando Cárdenas
[email protected] Of. Lab.Neuro.Sót.Y
Juan Manuel Cordovez [email protected] Of. ML-432
Mario Valderrama
[email protected] Of. ML-219*
Miércoles y viernes
11:30 – 12:30
Sec. 01 - Martes 07:00 – 08:20 – Salón O-302
Sec. 02 - Lunes 17:00 – 18:20 – Salón Z-104
Cécile Gauthier
[email protected]
DESCRIPCIÓN
En las últimas décadas, diferentes avances tecnológicos han permitido dar pasos significativos en el
entendimiento de procesos cerebrales que van desde la actividad de una sola neurona hasta el
comportamiento complejo de millones de ellas interactuando entre sí. Esta interacción a diferentes escalas, a
la vez que hace posible la existencia de procesos funcionales fundamentales como la conciencia, la memoria,
y el aprendizaje, puede también explicar diferentes desórdenes del sistema nervioso tales como la epilepsia, el
Alzheimer y la depresión.
El objetivo del curso es proveer una introducción a los fundamentos de neurociencias desde la escala celular,
pasando por las redes neuronales hasta el comportamiento, usando diferentes enfoques: la biología
comportamental (o psicología), la modelación matemática y la ingeniería.
El curso será acompañado de un laboratorio en el cual se espera que los estudiante puedan interactuar
directamente en ambientes de experimentación científica a partir del estudio y simulación de modelos, así
como la recolección y análisis de datos.
CONTENIDO
Modulo 1. Fundamentos y sistemas (responsable: profesor Fernando Cárdenas, psicología)






Neurociencia comportamental
- Introducción a la neurociencia
- Epistemología y problema mente-cerebro
- Método científico en psicobiología
Tejido nerviso
Neurofisiología básica
- Transporte por membranas
- Biopotenciales
Fundamentos de neuroquímica
- Sinapsis y neurotransmisión
- Clasificación de neurotransmisores
- Receptores y mecanismos de señalización
Técnicas y métodos en neurociencia
Anatomía funcional general

Estesiología
- Sistema visual
- Sistema auditivo
Modulo 2. Modelación matemática de la actividad neuronal (responsable: profesor Juan Manuel Cordovez,
ingeniería biomédica):
 Modelos de la actividad electrofisiológica de neuronas: iones, conductancias, modelo de Hodgkin y
Huxley
 Modelos basados en conductancia: modelos mínimos, reducción de modelos multidimensionales
Modulo 3. Oscilaciones cerebrales (responsable: profesor Mario Valderrama, ingeniería biomédica):
 Organización de la conectividad cerebral
 Descripción: mecanismos de generación (excitación, inhibición), propiedades espectrales
 Métodos de registro: intracelular, extracelular, potenciales de campo locales, electroencefalograma
 Métodos de análisis: características temporo-frecuenciales
 Aspectos funcionales y patológicos: sueño y memoria, cognición, epilepsia
EVALUACIÓN
Al finalizar cada módulo se realizará una evaluación escrita, en formato de selección múltiple, la cual
buscará evaluar conceptos básicos aprendidos durante el desarrollo del módulo.
Evaluación I
Evaluación II
Evaluación III
Laboratorio
25%
25%
25%
25%
REFERENCIAS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Dawkins R. El gen egoista. Biblioteca Científica Salvat. Barcelona. Cap. 1, 1993.
Carlson N. Fisiología de la conducta. Pearson, Caps. 1 y 2, 2006.
Bunge, M. El problema mente-cerebro: Un enfoque psicobiológico. Madrid, Ed. Tecnos, 1998.
Dawkins R. El capellán del diablo: reflexiones sobre la esperanza, la mentira, la ciencia y el amor.
Barcelona, Ed. Gerisa, 2003.
Purves D. Neurociencia. Ed. 3. Buenos Aires, Caps. 2, 3 y 5, 2007.
Carlson N. Fisiología de la conducta. Pearson, Caps. 5, 2006.
Purves D. Neurociencia. Ed. 3. Buenos Aires, Caps. 10 y 11, 2007.
Carlson N. Fisiología de la conducta. Pearson, Caps. 3, 2006.
Purves D. Neurociencia. Ed. 3. Buenos Aires, Caps. 12, 2007.
Izhikevich E. Dynamical systems in neuroscience: the geometry of excitability and bursting. MIT press,
January 2010.
Buzsáki G. Rhythms of the Brain. Oxford University Press, 1 edition, 2006.
Bean BP. The action potential in mammalian central neurons. Nat Rev Neurosci. 8:451-65, 2007.
Buzsáki G, Draguhn A. Neuronal oscillations in cortical networks. Science. 304:1926-9, 2004.
Buzsáki G. Large-scale recording of neuronal ensembles. Nat Neurosci. 7:446-51, 2004.
Buzsáki G, Anastassiou CA, Koch C. The origin of extracellular fields and currents--EEG, ECoG, LFP
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Buzsáki G, Traub RD. Physiologic Basis of the Electroencephalogram and Local Field Potentials. In:
Engel J Jr. Pedley TA. (editors), Epilepsy: A Comprehensive Textbook. Lippincott Williams & Wilkins,
2nd edition, 2007.
17. Le Van Quyen M, Bragin A. Analysis of dynamic brain oscillations: methodological advances. Trends
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18. Sanei S. EEG signal processing. Wiley-Interscience, 2007.
19. Kandel E, Schwartz JH, Jessell TM. Principles of Neural Science. McGraw-Hill, 4th edition 2000.
20. Bear MF, Connors BW, Paradiso MA. Neuroscience: Exploring the Brain. Lippincott Williams &
Wilkins, 3rd edition, 2006.
CRONOGRAMA
Enero
Mes Sem.
1
2
Febrero
3
4
5
6
Marzo
7
8
9
10
11
Abril
12
13
14
Mayo
15
16
Día
M 22
J 24
M 29
J 31
M 5
J 7
M 12
J 14
M 19
Bloque
Módulo 1.
Fundamentos y
sistemas
21
26
28
5
7
12
14 Módulo 2. Modelación
J 21
M 26
J 28
M 2
J
J
18
1-4
5
6
7-8
9
matemática de la
actividad neuronal
Modelos de la actividad electrofisiológica de neuronas: introudcción
Modelos de la actividad electrofisiológica de neuronas: iones
Modelos
Modelos
Modelos
Modelos
de la actividad electrofisiológica de neuronas: conductancias
de la actividad electrofisiológica de neuronas
de la actividad electrofisiológica de neuronas: modelo de Hodgkin y
basados en conductancia
10
Modelos basados en conductancia: modelos mínimos
Modelos basados en conductancia: reducción de modelos multidimensionales
Semana de trabajo individual
Modelos basados en conductancia: reducción de modelos multidimensionales
Evaluación 2
4
M 9
J 11
M 16
Lectura
Evaluación 1
J
M
J
M
J
M
J
M 19
Tema
Neurociencia comportamental
Tejido Nervioso
Neurofisiología básica
Fundamentos de neuroquímica
Técnicas y métodos en neurociencia (I)
Técnicas y métodos en neurociencia (II)
Anatomía funcional general
Estesiología: sistema visual
Estesiología: sistema auditivo
Introducción-taller al análisis de oscilaciones cerebrales
Organización de la conectividad cerebral
Descripción: mecanismos de generación, propiedades espectrales
Métodos de registro: intracelular, extracelular, potenciales de campo locales,
electroencefalograma
M 23 Módulo 3. Oscilaciones Métodos de análisis: características temporo-frecuenciales
cerebrales
J 25
Métodos de análisis: interfaces cerebro-máquina
M 30
Aspectos funcionales: sueño
J
2
Aspectos funcionales: memoria, cognición
M
7
Aspectos patológicos: epilepsia
J
9
Evaluación 3
11-20