Docencia · Herramientas interactivas
Un conjunto de simuladores autocontenidos, construidos para nuestros cursos de Biofísica y Neurofisiología. Cada uno recrea, de forma interactiva, un experimento clásico de electrofisiología — desde el axón gigante de calamar hasta la potenciación a largo plazo en el hipocampo — para que los y las estudiantes exploren los mecanismos con sus propias manos, sin necesidad de instalar software.
Doce simuladores, un mismo hilo conductor
Las simulaciones siguen el recorrido clásico de un curso de electrofisiología: primero la generación y propagación del potencial de acción, luego el canal iónico individual que lo hace posible, y finalmente la transmisión sináptica — cuántica, central y plástica, tanto de corto como de largo plazo. Cada simulador corre directamente en el navegador.
Tres pestañas sobre la membrana como circuito RC: carga y descarga bajo un pulso de corriente, cómo la capacitancia escala con el tamaño de la célula, y cuánta carga (Q = CV) se necesita para cambiar el potencial de membrana.
Dos formas de medir un capacitor de membrana: un circuito RC clásico sobre la mesa de trabajo, y la prueba de membrana whole-cell de un amplificador de patch-clamp. Compara la constante de tiempo τ y la capacitancia nominal con la medida a partir de componentes reales.
Reconstrucción del modelo de Hodgkin–Huxley: voltage-clamp, potencial de acción de membrana y propagación a lo largo del axón, con gráficos interactivos y tablas de datos exportables.
Un amplificador de patch-clamp conectado a una neurona modelo (CA1, interneurona PV⁺ o célula granular del giro dentado). Sella, rompe la membrana y registra en V-Clamp, I = 0 o I-Clamp — con resistencia de acceso, compensaciones de C-fast, C-slow y Rs, filtrado y ruido en tiempo real. Incluye el ejercicio de estimación de Ra/Rm/Cm y la curva F–I con conteo de potenciales de acción y frecuencia instantánea.
Actividad estocástica de un canal de Na⁺ dependiente de voltaje (esquema C⇌C⇌O→I): trazo individual, barridos múltiples y promedio de ensamble, con cursores para medir el tamaño del salto de corriente.
Simulación en voltage-clamp de las corrientes de gating del canal de K⁺: trazos tipo osciloscopio de IK e Igating, junto a las curvas G-V y Q-V. Incluye ruido de registro y una opción para promediar múltiples barridos de la corriente de gating.
Una membrana de Hodgkin–Huxley bajo un pulso de corriente sostenido, que dispara un tren de potenciales de acción. Permite activar o desactivar de forma independiente el rectificador retardado y una conductancia de K⁺ tipo A (Connor–Stevens), y observar su efecto sobre la forma del espiga, la post-hiperpolarización y la relación f–I.
Réplica de los experimentos de Katz & Miledi / del Castillo & Katz: potenciales de placa terminal evocados, histograma de amplitudes cuánticas y condición de calcio cero para observar fallos y unidades cuánticas.
Corrientes postsinápticas de una sinapsis central con componentes AMPA y NMDA, bloqueo por Mg²⁺ y liberación binomial de bajo N, en un osciloscopio virtual con ruido de registro realista.
Osciloscopio de tres canales — potencial de acción presináptico, Ca²⁺ intracelular presináptico y EPSP/fEPSP postsináptico — que muestra la facilitación de corto plazo durante trenes de pulsos. Control de número de pulsos, frecuencia y constante de tiempo postsináptica (τ).
Inducción de LTP en el stratum radiatum mediante tetanización, TBS o pareamiento de baja frecuencia, con lectura en pendiente de fEPSP o amplitud de EPSC y control de la coincidencia NMDA/Mg²⁺.
LTP en la sinapsis vía perforante–giro dentado, donde la fuerte inhibición GABAérgica feedforward de las células granulares dificulta la inducción. Protocolo de 4 trenes de 100 pulsos en 1 segundo, separados por 5 minutos.
Uso
Cada simulación es un archivo HTML autocontenido: no requiere instalación ni conexión a un servidor, y puede ejecutarse directamente en el navegador o descargarse para uso sin conexión. Están pensadas como material de apoyo para clases de Biofísica y Neurofisiología, y pueden usarse en vivo durante la clase o asignarse como actividad previa o de repaso.