Mario Andrés Valderrama

• Nos enfocamos en el desarrollo de sistemas de instrumentación y en la aplicación de diferentes técnicas de procesamiento de señales al estudio de la actividad cerebral en distintos contextos fisiológicos y clínicos. En particular, adquirimos y / o procesamos señales cerebrales electrofisiológicas a través de electrodos invasivos y superficiales (es decir, potenciales de campos locales, electroencefalografía, etc.) para extraer información relevante de los mecanismos funcionales asociados o para ayudar en los procedimientos de diagnóstico y tratamiento.

Doctorado en Neurociencias

• Université Pierre et Marie Curie (Paris VI)
• Francia
• 2010

Maestría en Matemáticas e Informática

• Institut National Polytechnique de Grenoble
• Francia
• 2004

Pregrado en Ingeniería Eléctrica y Electrónica

• Universidad de los Andes
• Colombia
• 1998

  IBIO 2240 - Programación Científica

En los últimos años, gracias a los grandes avances tecnológicos en materia de poder de cómputo y almacenamiento, se han logrado resolver problemas en Ingeniería a escales inimaginables algunos años atrás. La Ingeniería Biomédica es por supuesto un área de la Ingeniería que se ha visto muy beneficiada por el avance tecnológico relacionado con los sistemas de cómputo. Los cuales, han permito, por ejemplo, la simulación de modelos biológicos a grandes escalas o el desarrollo de sistemas portátiles capaces de medir y analizar diferentes variables biomédicas en tiempo real y con gran precisión. El propósito del curso es por lo tanto brindar al estudiante las herramientas básicas de programación y métodos numéricos para la solución de problemas en Ingeniería Biomédica. Comenzando con una presentación de los conceptos básicos de algunas de las herramientas de programación usadas comúnmente en Ingeniería, el curso se focalizará en el estudio y la implementación en computador de algunos de los métodos numéricos más comunes en el análisis de problemas en Bioingeniería.

  IBIO 3370 - Neurociencias: Principios y Aplicaciones

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 estudiantes puedan interactuar directamente en ambientes de experimentación científica a partir del estudio y simulación de modelos, así como la recolección y análisis de datos.

  IBIO 3560 - Procesamiento de Señales e Instrumentación Biomédica

El estudio de señales y sistemas constituye un requisito fundamental en la formación básica de Ingeniería. No sólo las señales son unas de las principales fuentes de información disponibles en los diferentes campos de acción de los ingenieros, sino que también su estudio permite el entendimiento de los sistemas asociados con los cuales interactúan. Las señales biomédicas por su parte, o de manera más general, las señales provenientes de organismos vivientes, constituyen una de las principales fuentes de información disponibles no solo para estudiar y comprender la forma cómo los diversos sistemas (p.ej. órganos) que las producen interactúan entre sí, sino también para identificar contextos tanto normales como patológicos en los cuales el procesamiento y análisis de las mismas puede revelarse de gran utilidad para el diagnóstico y tratamiento clínico. Este crecido interés por el estudio de las señales biomédicas ha producido a lo largo del tiempo el desarrollo de una gran variedad de dispositivos que permiten su registro y facilitan su análisis, y que están estrechamente relacionados con los avances tecnológicos en instrumentación (medición).

  IBIO 3590 - Instrumentación Biomédica

El desarrollo de instrumentos de medición ha permitido a lo largo de la historia el estudio y conocimiento detallado de diferentes fenómenos naturales. En ciencias particularmente, la comprensión de diferentes sistemas requiere el desarrollo de instrumentos que permitan realizar medidas cuantificables de fenómenos observados, los cuales hacen posible la creación y validación de modelos que explican su funcionamiento. En medicina y ciencias biológicas en general, los instrumentos de medición han permitido la comprensión de diferentes procesos que sostienen la vida desde escalas celulares hasta organismos más complejos que involucran la interacción de múltiples sistemas tales como tejidos, órganos, individuos, etc. En la clínica, además, el desarrollo de equipos biomédicos ha facilitado, mejorado y en algunos casos permitido la realización de procesos de diagnóstico y tratamiento que ha beneficiado considerablemente la atención de pacientes. El desarrollo de instrumentos biomédicos requiere sin embargo el concurso de diferentes saberes y habilidades que van desde la fisiología de sistemas hasta el conocimiento y aplicación de técnicas avanzadas de diseño electrónico, mecánico o químico, propios a la ingeniería y en particular a la ingeniería biomédica. Es así como el estudio de instrumentación en contextos biológicos y médicos permite a un ingeniero no solo brindar una solución adecuada a un contexto clínico o científico particular que integre los continuos avances tecnológicos, sino también participar activamente dichos procesos.

  IBIO 4501 - Análisis de Ritmos Cerebrales

El propósito del curso es presentar diferentes aspectos relacionados con la generación y dinámica temporo-espacial de ritmos cerebrales en contextos funcionales y patológicos. Se dará un enfoque particular al análisis de actividades cerebrales adquiridas a partir de registros multi-escala tales como el electroencefalograma, potenciales de campo locales o actividades celulares multi-unitarias. A lo largo del curso se revisarán diferentes herramientas matemáticas y computacionales para el estudio de ritmos cerebrales, en dominios tales como el tiempo, frecuencia, tiempo frecuencia, entre otros. Se realizarán sesiones prácticas en las cuales que los estudiantes se familiarizarán con algunas técnicas experimentales de adquisición de señales cerebrales. Se espera que los estudiantes realicen un trabajo continuo de revisión bibliográfica y que puedan comunicar de manera oral y escrita los resultados de revisiones temáticas y trabajos experimentales y de análisis realizados a lo largo del semestre.

  IBIO 4502 - Neuroingeniería

El propósito del curso es presentar algunos de los principales conceptos necesarios para entender el funcionamiento del cerebro a diferentes escalas tanto espaciales como temporales, así como revisar algunas de las bases necesarias para el desarrollo de dispositivos de adquisición de señales cerebrales y estimulación. Igualmente se revisarán métodos de análisis matemáticos y computacionales orientados al análisis de la actividad neural y su aplicación a través de procesos de ingeniería. La revisión de cada uno de estos temas se realizará en el contexto de las principales áreas de aplicación de la neuroingeniería vistas a lo largo del curso.

  IBIO 4380 - Ritmos Cerebrales en Sueño y Epilepsia

En Biología, una gran variedad de procesos están modulados por ritmos. Así como las estaciones determinan las épocas de migración de diferentes especies, la alternancia día y noche determina el ciclo de diversos procesos necesarios para la regulación y mantenimiento de la vida. Dentro de los ciclos que presentan más relevancia en la escala circadiana de procesos biológicos se encuentra la variación sucesiva de estados de sueño y vigilia. Estas variaciones se presentan a sí mismas en diferentes escalas tanto espaciales como temporales. Es así como variaciones periódicas de pocos milisegundos a escala celular pueden estar intrínsecamente relacionadas con actividades rítmicas de todo un sistema funcional. En el cerebro, las actividades rítmicas reflejan una miríada de procesos temporo-espaciales indispensables para el mantenimiento de todas las actividades fisiológicas corporales. Los ritmos cerebrales constituyen así un sinónimo de función o proceso funcional. Durante el sueño, los ritmos u oscilaciones cerebrales se expresan de forma cíclica y se considera que están asociados a diferentes procesos funcionales. Variaciones o anormalidades en su estructura pueden estar asociadas con condiciones patológicas como tales como la depresión, o inclusive la epilepsia, esta última considerada precisamente como una consecuencia de alteraciones en los ritmos que modulan la actividad de ciertas regiones cerebrales.

  Todos los profesores de planta asesoran Proyectos de Investigación de Pregrado, Proyectos Especiales de Maestría y Tesis de Maestría.

Riesgos y problemas para la salud que le puede traer tener malos hábitos de sueño [La República]