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Auteurs > D > Dauly Gautier
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Biophysical model of microelectrodes for the recording of high frequency oscillations of epileptic nature


Signal, image, vision / 28-11-2024
Dauly Gautier
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Les Oscillations Haute Fréquence (HFO : 80-600 Hz) et en particulier les Fast-Ripples (FRs : 200-600 Hz) suscitent un intérêt croissant au cours des dernières décennies en tant que biomarqueur des réseaux  épileptogènes chez les patients souffrant d'épilepsie pharmacorésistante, candidats à la chirurgie. Les études ont révélé que les FRs proviennent de petits groupes de neurones hyperexcitables, qui nécessitent l'utilisation de microélectrodes intracérébrales pour leur enregistrement. Néanmoins, l'enregistrement des FRs à l'aide de microélectrodes métalliques conventionnelles reste difficile en raison de leur petite taille, qui augmente l'impédance, ce qui se traduit par un faible rapport signal à bruit et de la distorsion du signal. Cette thèse présente une approche guidée par la modélisation pour la conception de microélectrodes optimisées pour l'enregistrement des FRs. En particulier, est étudié le surfaçage des microélectrodes métalliques avec un polymère conducteur, notamment le Poly(3,4-éthylènedioxythiophène) polystyrène sulfonate de sodium (PEDOT:PSS). Un modèle computationnel neurophysiologique a été utilisé pour développer un modèle biophysique d'interface électrode-tissu cérébral, qui a été confronté à des enregistrements expérimentaux chez des souris épileptiques. De nouvelles électrodes organiques en carbone et en soie incorporant du PEDOT:PSS ont prouvé leur capacité à enregistrer des FRs en expérimentation. De plus, des mesures de spectroscopie d'impédance in vivo ont été effectuées pour étudier les propriétés électriques du tissu cicatriciel qui se forme autour des électrodes après l'implantation. Il a été déterminé que le tissu cicatriciel n'affectait pas l'enregistrement des FRs. Finalement, une grille flexible de microélectrodes en parylène-C avec du PEDOT:PSS a montré des résultats préliminaires prometteurs. Les perspectives de ce travail incluent la conception d'implants neuronaux pour d'autres applications dans lesquelles un enregistrement chronique sur de longues périodes est nécessaire.

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