Medidor automático de temblor en ratas.

Abstract

El uso de animales como modelos experimentales ha demostrado ser de gran utilidad para el estudio y entendimiento de varios tipos de patologías y enfermedades, y sus tratamientos. En particular, en las enfermedades desmielinizantes. Hace algunos años se registró una mutación espontánea en la colonia de ratas Sprague Dawley de la Unidad de Reactivos y Biomodelos de Experimentación (URBE) de Facultad de Medicina de la UdelaR. La mutación genética ocasiona pérdida de mielina a los animales, generando temblores corporales y dificultades motrices. La URBE se encuentra desde entonces desarrollando un modelo experimental en estas ratas mutantes, para investigar la respuesta de las ratas a tratamientos que actúen sobre las afecciones antes mencionadas. El estudio del temblor y su respuesta a tratamientos (tanto en humanos como en modelos animales) es un campo que, a la fecha, se basa principalmente en métodos cualitativos de evaluación. Ejemplos de esto son la aplicación de cuestionarios al paciente o la observación visual por parte de profesionales de la salud, resultando en la clasificación del temblor según escalas clínicas predefinidas. Estos métodos, si bien han demostrado tener validez clínica, no permiten la cuantificación objetiva del temblor y de su evolución. El presente trabajo busca dar solución a esta problemática, mediante el diseño y fabricación de un dispositivo vestible, que sea capaz de detectar y cuantificar el temblor en ratas Sprague Dawley de manera objetiva, automática y en tiempo real. El proyecto abarca el diseño de la electrónica, software embebido, los algoritmos de procesamiento de señales, así como su diseño mecánico (incluyendo el traje que viste el animal y que contiene la electrónica). También se diseñaron un dispositivo auxiliar para la programación y carga de batería y una interfaz gráfica que permite visualizar los datos adquiridos. El dispositivo vestible está basado en el SoC nRF52840 de Nordic Semiconductor e integra una IMU para adquirir datos de aceleración y temperatura, un lector de memoria microSD para el guardado de datos, un transceptor de radio BLE y una batería recargable. A partir de los datos de aceleración en tres ejes, el dispositivo calcula de forma embebida la frecuencia y magnitud del temblor. Estas métricas, así como los datos crudos de aceleración, pueden ser consultados desde una PC en tiempo real mediante la interfaz gráfica. La validación del sistema se llevó a cabo mediante múltiples pruebas en ratas de la URBE, usando tanto animales afectados por la mutación como animales sanos.