L’interface microélectronique-vivant: la neuropuce Thomas HUAULT Thomas QUEMERAIS M1 Physique Université Joseph Fourier L’interface microélectronique-vivant: la neuropuce U.E. Nanosciences

Sommaire 1-Neurones et microélectronique 2-Contrintes d’étude des systèmes vivants 3-La jonction neurone silicium 4-Neuropuces et neuropuits 5-Les neurocages 6-Les résultats de 1991 et 1999 7-Les résultats de 2001 8-Applications potentielles

1-Neurones et microélectronique -Le neurone: pillier du système vivant -c’est par lui que converge les ordres à travers le corps -Il est polarisé: transmission unidirectionnelle -Constitution: .corps cellulaire .dendrites .axones ……photo neurone…. -Connection entre eux: les synapses

2-Contraintes d’étude d’un système vivant -Taille du corps cellulaire: 10 µm -Durée de vie limité de la cellule hors de son milieu de vie -Respect de l’intégrité de la cellule: pas de stress physique ou de déterioration de la membrane -Alliance du biologiste et du physicien pour élaborer des outils adéquat: .micropipette .milieu de vie

3-Jonction silicium-neurone -Recherches récentes: P Fromhetz à l’institut Max Planck -Transistor NOS: Neurone-Oxyde-Semiconducteur …. 2 photos….. -Mesure du potentiel d’action -Problème de survie de la cellule: étude de courte durée

4-Neuropuces et neuro-puits …….photo…… -Etude individuelle du neurone dans le réseau neuronal -Neurone: .cellule mobile .emprisonnement de la cellule: neuro-puits -Technique de la microélectronique …….photo……..

5-Les neurocages -Nouvelle technique: futur de l’étude -Plus pratiques: .meilleur survie des cellules .emprisonnement plus sûre -Fabrication par la technique de la microélectronique: utilisation du Parylène pour fabriquer les cages (non toxique pour la membrane) …….photo……….

6-Les résultats de 1991 à 1999 -1991: démonstration expérimentale de la possibilité de mesure du signal électrique émis par un neurone sur un transistor -1995: .réalisation de l’opération inverse .construction d’un neurocircuit électrique complet avec des neurones d’escargots …..photo électrode fromhertz…..

7-Les résultats de 2001 -Techniques individuelles d’étude au sein de la neuropuce -Le réseau neuronale peut être entièrement surveillé par une puce électronique ……photo…. -Objectifs: .compréhension de la mémorisation des neurones .mieux comprendre les fonctions biologique des réseau neuronaux

8-Les applications potentielles -Pharmacologie: .remplacement des tests in-vivo pour l’étude des médicaments .soigner les maladies d’Alzheimer et de Parkinson -Interface: intégrations de neuropuces pour l’usage médical (paraplégie, cessité) au niveau des neuroprotèses -Pilotage d’un robot par un cerveau de Lamproie