Diseño de software para prácticas de Electrofisiología con un enfoque cognitivo-constructivista

Abstract

La enseñanza-aprendizaje de las neurociencias y la biofísica resulta complicada debido a que los temas que se tratan implican el conocimiento de varias disciplinas: biología, medicina, fisiología, matemáticas, física y computación. Para realizar proyectos de investigación en esta área es necesario contar con una infraestructura muy costosa, tanto en equipo de laboratorio, como animales de experimentación y reactivos químicos. Por esta razón, en los cursos de licenciatura es imposible que los alumnos puedan realizar prácticas de laboratorio especializadas. Una alternativa que se ha reportado con impacto importante para el aprendizaje de estas disciplinas son los simuladores. En este trabajo se presenta el desarrollo de un programa de cómputo que consta de cinco simuladores para el registro electrofisiológico del axón. Las prácticas virtuales que se pueden realizar son: umbral de disparo, tren de potenciales de acción, período refractario relativo y absoluto, corrientes iónicas que generan el potencial de acción y sus conductancias iónicas. El simulador fue desarrollado en lenguaje Visual Basic® versión 5.0, para ambiente Windows®. Para su diseño se consideró un enfoque cognitivo-constructivista. En cada simulador el alumno puede modificar el pulso de corriente de estímulo y observar la respuesta electrofisiológica del axón. Con un diseño experimental apropiado el alumno encontrará el umbral de disparo, el período refractario, las corrientes y conductancias que están implicadas en la generación del potencial de acción. Se recomienda que el programa sea usando de manera frontal, donde cada alumno cuente con una computadora para realizar la práctica virtual individualmente. Palabras clave: educación virtual; simuladores educativos; tecnología educacional; enseñanza especializada; biofísica The teaching and learning of neuroscience and biophysics is complicated because the topics discussed are interdisciplinary: biology, medicine, physiology, mathematics, physics, statistics and computer sciences. In this area, the research projects needs an expensive infrastructure, in laboratories, experimental animals and chemicals reagents. For this reason, in undergraduate courses it is impossible for students to perform specialized laboratory practices. It was reported that the simulators are an efficiently alternative for learning in this disciplines. In this work presents the development of a computational program for the axon´s electrophysiology record. The program includes five independent simulators for virtual practices: trigger threshold, train action potentials, relative and absolute refractory period, ionic currents generating the action potential and its ionic conductance. The simulator was developed in Visual Basic® language version 5.0 for Windows environment. It was considered a cognitive-constructivist approach. In each simulator the student can modify the stimulus current pulse and observe the electrophysiological response of the axon. With proper experimental design students find the trigger threshold, the refractory period, currents and conductances that are involved in the action potential generation. It is recommended that the program is using frontally, where every student has a computer to perform virtual practice individually. Keywords: virtual education; educational simulations; educational technology; specialized education; biophysics