Contribution à l'étude et à la réalisation d'un système électronique de mesure et excitation de tissu nerveux à matrices de microélectrodes
Year: 2006
Type: dissertation
Abstract: Cette étude avait pour objectif de contribuer à la définition d'un dispositif intégré de mesure et stimulation de l'activité bioélectrique neuronale par matrice de microélectrodes (MEAs). La démarche a consité à étudier les phénomènes et problématiques de mesure et stimulation liés à l'environnement capteur associant phénomènes bioélectriques et électrochimiques hautement variables. Les études bibliographique et expérimentale ont permis de mettre en évidence la relation entre paramètres expérimentaux de l'environnement capteur et dimensionnement de l'électronique. De plus, les résultats de la campagne expérimentale ont permis de mieux comprendre et caractériser le comportement de l'interface capteur et les phénomènes mis en jeu lors de la mesure et de la stimulation bioélectriques. Les informations recueillies ont ainsi contribué à la définition de l'architecture et au dimensionnement de l'électronique de mesure et stimulation d'activité bioélectrique avec une MEA. Un circuit intégré analogique faible bruit, actuellement en cours de test, a pu être réalisé en s'appuyant sur les informations obtenues pendant les études bibliographiques et expérimentales de la thèse. Dans la dernière phase de ce travail, un modèle de la mesure extracellulaire d'activité bioélectrique unitaire d'un neurone (potentiel d'action) a été mis en place afin de pouvoir d'une part obtenir des informations supplémentaires sur la transduction du signal depuis le neurone jusqu'au circuit de mesure, et d'autre part de pouvoir disposer d'un outil d'optimisation de la mesure des biosignaux en terme de rapport signal sur bruit. Le modèle en place a permis d'obtenir des résultats conformes aux données expérimentales. Il a notamment permis de montrer l'influence de la position relative de l'électrode et du neurone sur la forme et l'amplitude des signaux. Il a également permis de montrer qu'il existe une dimension optimum de microélectrode pour une impédance surfacique d'électrode donnée, et pour une position relative entre le neurone et l'électrode donnée. L'exploitation du modèle permettra, en y intégrant le bruit des microélectrodes, d'optimiser les paramètres des MEAs en termes de rapport signal sur bruit (SNR)
Author: Céline Moulin
Language: French
Subfield: Cellular and Molecular Neuroscience
Field: Neuroscience
Domain: Life Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W149276004