Description du sujet de thèse

Les avancées dans les technologies d’interfaces neuronales sont d'une importance capitale dans divers domaines, qu'il s'agisse d'approfondir notre compréhension de la fonction neuronale dans les maladies neurodégénératives, d’accélérer le développement de produits pharmaceutiques ou d'interactions entre le cerveau et l'ordinateur. Au cœur de ces progrès en matière de codage et de décodage des activités neuronales se trouve le besoin critique de développer des technologies capables d'intégrer de manière transparente l'activité neuronale à des composants artificiels. La technologie des neurones sur puce s'est imposée comme un ensemble d'outils précieux, combinant deux technologies clés : les dispositifs microfluidiques à base de PDMS et les technologies de réseaux de microélectrodes. Les dispositifs microfluidiques, grâce à un simple processus de moulage de répliques, ont considérablement raccourci le délai d'exécution entre la conception de l'essai et la fabrication de la puce, facilitant ainsi la réalisation de divers plans d'expérience. Par ailleurs, la technologie des puces à microélectrodes, qui mesure les signaux électrophysiologiques des neurones individuels, est devenue une plateforme de choix pour l'étude du traitement des informations neuronales dans les réseaux in-vitro. Ces progrès ont non seulement permis d'explorer la relation complexe entre la structure et la fonction des réseaux, mais ils ont également inauguré une nouvelle ère de la neurobiologie, en passe de devenir des outils standard dans un avenir proche. Cependant, la faible interaction des microélectrodes planaires avec les cellules neuronales constitue une limite actuelle à la qualité du signal enregistré. Au LAAS, nous développons une nouvelle classe de bio-plateforme qui intègre des sondes nanostructurées en 3D (I. Muguet et al 2023 Adv. Mat. 2302472), permettant une très grande affinité avec les cellules interfacées tout en étant peu intrusives en raison de leur faible dimensionnalité. Grâce à une ingénierie méticuleuse des sondes à l'échelle nanométrique, nous avons obtenu un enregistrement de signal électrique très élevé (L. Bettamin et al 2024 Small 2309055). Dans le cadre d'un projet récemment financé par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) en collaboration avec le laboratoire IMS de Bordeaux, le LAAS-CNRS vise à combiner ces nano-électrodes avec des puces microfluidiques pour concevoir une technologie avancée de neurones sur puce pour des interfaces bidirectionnelles au niveau cellulaire.

Nous recherchons un doctorant qui travaillera sur le développement de la technologie des réseaux de nanoélectrodes pour une communication bio-directionnelle avancée avec le réseau neuronal au niveau cellulaire.
Les activités de ce projet de doctorat comprennent
(i) le développement d'une plateforme de réseaux de nanoélectrodes spécialement conçue pour l'interfaçage bidirectionnel de différents réseaux neuronaux (salle blanche en nanotechnologie)
(ii) l'intégration de la technologie neurones sur puce, y compris la culture de cellules neuronales primaires.
(iii) l'enregistrement de l'activité neuronale et la manipulation de l'activité/connectivité par stimulation localisée.

Contexte de travail

Avec un grand nombre de chercheurs permanents, d'ingénieurs et de doctorants ainsi que de fortes interactions avec l'industrie, le LAAS-CNRS se situe au croisement de la recherche scientifique, de l'innovation et des applications, là où la science rencontre les nanotechnologies en lien étroit avec la société. Le LAAS-CNRS possède l'une des plus importantes installations technologiques dédiées à la recherche en Europe, avec une salle blanche ultramoderne de 1600m² et un nouveau laboratoire de biologie pour les cultures cellulaires et les activités liées à la biologie.
Le doctorant sera associé aux activités de nano&neuroélectronique (au sein de l'équipe MPN) qui jouissent d'une reconnaissance internationale dans le développement de nanodispositifs fonctionnels pour des applications de nano et bioélectronique. Le projet sera principalement mené dans le laboratoire d'accueil à Toulouse, mais l'étudiant-chercheur travaillera dans un contexte très stimulant de collaboration internationale en matière de recherche.


Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Nous recherchons un(e) jeune chercheur talentueux et enthousiaste qui saura s’impliquer dans son projet, curieux, ayant une certaine autonomie et une forte motivation pour développer des compétences à l’interface entre les nanotechnologies et les neurosciences. De plus, le candidat devra être apte à travailler en équipe sur des projets pluridisciplinaires dans un environnement international. Titulaire d’un diplôme d’ingénieur et/ou d’un master le poste nécessite de solides connaissances en nanotechnologie et en dispositifs électroniques et / ou en neurosciences, ainsi que des compétences en cultures de cellules neuronales ou en électrophysiologie constitueraient un avantage. Une formation complète des autres aspects sera fournie dans l'environnement multidisciplinaire du projet. Une très bonne aptitude de communication orale et écrite en anglais sont nécessaires pour les interactions avec les partenaires du projet mais aussi pour présenter aux congrès et rédiger des articles dans des revues scientifiques.

Informations complémentaires

Les candidatures devront inclure un CV détaillé ; au moins deux références (personnes susceptibles d’être contactées) ; une lettre de motivation d’une page ; un résumé d’une page du mémoire de master ; les notes de Master 1 ou 2 ou d’école d’ingénieur).