H/F Offre de thèse sur le développement de Microelectrode Arrays organiques multifonctionnelles en PEDOT:PSS pour neuromodulation adaptative : enregistrement, stimulation et relargage contrôlé de neuromodulateurs.

Description du Poste

Sujet De Thèse

Les interfaces bioélectroniques constituent aujourd’hui un enjeu majeur pour comprendre, enregistrer et moduler l’activité des réseaux neuronaux, depuis les modèles cellulaires in vitro jusqu’aux applications neurotechnologiques implantables. À terme, ces technologies pourraient permettre le développement de dispositifs thérapeutiques intelligents pour le traitement de pathologies neurologiques et psychiatriques telles que l’épilepsie, la maladie de Parkinson ou la dépression résistante ou encore certaines formes de schizophrénie associées à des hallucinations. Elles pourraient également permettre la restauration de fonctions sensorielles perdues (vision, audition, toucher), le contrôle avancé de prothèses neurales, et plus largement l’émergence d’interfaces cerveau-machine capables de dialoguer de manière bidirectionnelle avec le système nerveux. Elles ouvrent également des perspectives pour la médecine personnalisée, la compréhension des circuits cérébraux complexes et le développement de nouvelles plateformes neuro-sur-puce pour le criblage pharmacologique et la modélisation des maladies neurologiques. A ce titre, les matrices de microélectrodes (MEA) métalliques conventionnelles permettent l’enregistrement électrophysiologique et la stimulation électrique mais restent limitées de par leur rigidité mécanique, leur faible compatibilité avec les tissus biologiques et l’absence de fonctions actives intégrées permettant une modulation chimique locale. Dans ce contexte, les polymères conducteurs organiques, et en particulier le PEDOT:PSS, représentent une rupture technologique majeure. Grâce à leur conduction mixte ionique et électronique, transparence, leur faible impédance, leur forte capacité d’injection de charge et leur module mécanique plus proche des tissus vivants, ces matériaux permettent d’améliorer significativement le couplage électrode-cellule tout en ouvrant la voie à des interfaces neuronales multifonctionnelles. Au-delà du simple rôle d’électrode, le PEDOT:PSS peut agir comme une plateforme active capable de stocker et relarguer des molécules bioactives sous stimulation électrique.
Cette thèse sera réalisée dans le cadre du CDP LOOP (Initiative d’excellence de l’Université de Lille) et du projet ANR GNEURO, qui vise à développer une nouvelle génération de matrices de microélectrodes organiques intégrant simultanément 4 fonctions clés : l’enregistrement électrophysiologique et optique (imagerie calcique), la stimulation électrique ou optique locale et le relargage électro-contrôlé de neuromodulateurs à la demande. L’objectif général est d’établir une plateforme de neuromodulation adaptative capable d’observer l’activité neuronale et d’agir dynamiquement sur celle-ci par des stimuli électriques et chimiques synchronisés. Il s’agira ainsi de démontrer la faisabilité d’interfaces neuronales fonctionnant en boucle fermée, capables d’intégrer simultanément des modalités multiples de lecture de l’activité (électrique et optique) et d’intervention (stimulation électrique/optique et de délivrance chimique) au sein d’un dispositif bioélectronique unique et intégré. Ce projet se situe à l’interface de la science des matériaux, de la micro-nanofabrication, de l’électrochimie organique et des neurosciences expérimentales. Il contribuera au développement d’interfaces neuronales intelligentes dépassant le paradigme actuel des électrodes passives pour ouvrir la voie à des technologies de neuromodulation adaptative, avec des applications potentielles en neurosciences fondamentales, en médecine bioélectronique et dans les plateformes organe-sur-puce pour le criblage pharmacologique et la médecine personnalisée.

Votre Environnement de Travail

Le projet se déroulera au sein de l'Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN) situé à Villeneuve d'Ascq (Hauts de France). L'IEMN est un institut de recherche créé par le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), deux universités et une école d'ingénieurs de la région Nord. Les équipements de l'IEMN tant au niveau de la conception, de la fabrication et de la caractérisation de micro/nano dispositifs sont au meilleur niveau européen. L'effectif total de l'institut est d'environ 500 personnes dont 109 professeurs et professeurs associés, 45 chercheurs du CNRS, 100 ingénieurs et agents administratifs, environ 150 doctorants ainsi que 30 post doc et professeurs invités. Le laboratoire est très ouvert aux collaborations internationales avec plus de 100 scientifiques étrangers venant de 20 pays différents travaillent actuellement à l'IEMN. L'activité scientifique de l'IEMN couvre un large domaine allant de la physique des matériaux et des nanostructures aux micro-ondes, aux télécommunications et à l'instrumentation acoustique.

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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