Sistema automático de estimulación olfatoria compatible con resonancia magnética funcional y electrofisiología
- Autores: Guillermo Jesús Luna García
- Directores de la Tesis: J. A. Hernández Tamames (dir. tes.), Susana Borromeo (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Rey Juan Carlos ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Emilio Olías Ruiz (presid.), Francisco Mercado Romero (secret.), Mario Garcia Valderas (voc.), Ángel de Castro Martín (voc.), Adolfo Toledano Muñoz (voc.)
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- Tesis en acceso abierto en: TESEO
- Resumen
El sistema olfativo es nuestro sistema sensorial más primitivo y el único directamente conectado con el sistema límbico, de ahí, su estrecha relación con las emociones y los recuerdos. A pesar de su importancia en la vida diaria la pérdida del olfato, en general, no suele ser incapacitante, por lo que ha sido un sentido bastante olvidado por parte de la comunidad clínica y hoy en día no se cuenta con un método estandarizado de la evaluación objetiva del olfato, como si ocurre con los sentidos de la vista y el oído.
Sin embargo, en los últimos años ha aumentado su interés ya que se ha identificado como un indicador precoz de enfermedades neurodegenerativas y neuropsiquiátricas. Los test psicofísicos que se utilizan en rutina clínica requieren de la colaboración del paciente y tienen una baja especificidad que no permiten distinguir si la causa de la hiposmia es el envejecimiento o una enfermedad neurodegenerativa. Es decir, existe una necesidad de establecer un procedimiento y una metodología que permitan realizar evaluaciones sin que el sujeto tenga que participar de una forma activa y nos aporten la especificidad necesaria.
El trabajo presentado en esta tesis doctoral surge con el propósito de cubrir esa necesidad clínica. El objetivo que se ha definido ha sido el desarrollo de un sistema de valoración objetiva de la función olfatoria basado en el uso de resonancia magnética funcional y electroencefalografía. Para generar una prueba olfativa útil en clínica es necesario garantizar una estimulación controlada y repetible, es decir, presentar los estímulos olfatorios de una forma sincronizada para establecer una correcta correlación entre el olor y la respuesta cerebral. Para ello se ha diseñado un sistema automático de estimulación olfatoria y una metodología de calibración y caracterización de los estímulos que nos permiten garantizar la reproducibilidad de los experimentos.
Se han estudiado los fundamentos y los paradigmas de estimulación que se utilizan, así como los parámetros relacionados con la precisión y la fiabilidad de los resultados. La estimulación debe garantizar que no se activen simultáneamente los sistemas sensoriales que no sean el olfato. La sincronización del estímulo con la respiración del sujeto y con los equipos médicos, así como las propiedades del aroma se han establecido como elementos claves a la hora de realizar una estimulación fiable y repetible que garantiza la consistencia de los resultados.
Las aportaciones del trabajo radican en el diseño de un sistema automático modular que permite controlar diferentes flujos aromáticos de forma sincronizada con los equipos médicos y la respiración del sujeto permitiendo tener un control preciso de los periodos de estimulación. Además se incorpora un sistema de monitorización de los estímulos basado en una nariz electrónica, lo que ha permitido proponer una metodología de calibración y caracterización de los estímulos.
Con el sistema desarrollado y la metodología propuesta hemos podido contestar a aspectos claves a la hora de asegurar la reproducibilidad y la robustez de los resultados: estabilidad del aroma dentro del experimento, dependencia con la concentración, tiempo que tarda en llegar el aroma al sujeto o si es posible monitorizar el estímulo en tiempo real. La propuesta de olfatómetros con narices electrónicas es de gran utilidad para la obtención de datos cuantitativos y representa una innovación respecto a otros sistemas existentes. El sistema también se caracteriza por ser portable, sencillo de utilizar y tener un bajo coste.
El sistema ha sido validado tanto en sujetos sanos como en pacientes con disfunción olfatoria, consiguiendo unos resultados lo suficientemente precisos como para poder caracterizar el comportamiento olfativo normal y patológico y evaluar tratamientos clínicos de rehabilitación olfatoria.
El contar con un sistema de bajo coste, con capacidad para automatizar las tareas olfativas, controlar y cuantificar los estímulos facilita la realización de una prueba barata, sencilla y que dura poco tiempo. Contar con esta herramienta nos permite valorar el daño cerebral de forma objetiva, sin depender de la colaboración del enfermo. Este hecho es de especial utilidad en el caso de la valoración de las secuelas de traumatismos craneoencefálico y supone un ahorro de costes de indemnización por accidentes de tráfico y/o laborales.
Además de la detección precoz de enfermedades neurodegenerativas, la evaluación y clasificación de anosmias clínicas y el desarrollo de tratamientos de rehabilitación olfatoria existen otros campos de aplicación como la nutrición, la industria alimenticia, cosmética o el neuromarketing.
Por otra parte, actualmente, no existe un procedimiento de normalización para la investigación electrofisiológica del sentido del gusto. Para medir los potenciales evocados gustativos, se pueden aplicar los mismos requisitos que se han aplicado en el diseño del sistema de estimulación olfatoria desarrollado en esta tesis doctoral, resolviendo los problemas comunes de sincronización con el equipo de electrofisiología, y el control de los parámetros de estimulación (tiempo de estímulo, concentración y temperatura) que aseguren la reproducibilidad de los experimentos.
