Innovation technologique Liliane Bettencourt (2023-2024) - Stéphanie Lacour

Stéphanie LacourCollège de FranceInnovation technologique Liliane Bettencourt (2023-2024)Année 2023-202407 - La neurotechnologie : BiointegrationRésuméL'insertion d'un implant dans le système nerveux s'accompagne d'une réponse immunitaire du tissu biologique. Un tissu cicatriciel se forme autour de l'implant et souvent interfère avec le bon fonctionnement de l'implant en entravant les signaux électriques et réduisant son efficacité.Le cours couvrira les techniques de fabrication et d'implantation d'électrodes en mettant l'accent sur leur biocompatibilité, et explorera les avancées récentes dans la conception d'électrodes pour améliorer la stabilité et sensibilités des enregistrements neuronaux.

Stéphanie LacourCollège de FranceInnovation technologique Liliane Bettencourt (2023-2024)Année 2023-202406 - La neurotechnologie : Au-delà de l'électricitéRésuméDes alternatives à l'électricité offrent de nouvelles opportunités pour la neuromodulation et la recherche en neurosciences, permettant des approches plus ciblées et parfois moins invasives.La stimulation magnétique utilise des champs magnétiques pour induire des courants électriques dans le cerveau. L'optogénétique combine la génétique et la lumière pour activer ou inhiber sélectivement l'activité neuronale. La neurostimulation acoustique utilise des ondes sonores ou ultrasons pour moduler l'activité ou permettre une ablation localisée d'une zone du cerveau sans endommager les structures adjacentes.Ces alternatives requièrent la mise au point de nouvelles technologies miniaturisées et multimodales.

Stéphanie LacourCollège de FranceInnovation technologique Liliane Bettencourt (2023-2024)Année 2023-202405 - La neurotechnologie : Neurotechnologies implantables. Systèmes implantésRésuméLes neurotechnologies implantables sont des systèmes composés de plusieurs éléments qui leur permettent d'interfacer le système nerveux de façon programmable et autonome. Elles comportent des électrodes, un processeur, une batterie, des connecteurs et câbles, des antennes de communication, le tout encapsulé dans un boitier et matériaux hermétiques pour les protéger les éléments électroniques et prévenir les interférences extérieures.La conception et le développent de ces éléments nécessitent une approche multidisciplinaire impliquant neuroscientifiques, ingénieurs et cliniciens.

Stéphanie LacourCollège de FranceInnovation technologique Liliane Bettencourt (2023-2024)Année 2023-202404 - La neurotechnologie : Électrodes – Partie II. Stimulation neuronale : conception et propriétés électrochimiquesRésuméDans la seconde partie du cours, l'attention se tourne vers les électrodes conçues pour la stimulation neuronale, une technique cruciale pour moduler l'activité nerveuse dans des contextes thérapeutiques et de recherche. Comme pour l'enregistrement de l'activité neuronale, les principes électrochimiques électrode-tissue guident la conception d'électrodes pour assurer une stimulation efficace et sécurisée. Nous nous concentrerons sur le dimensionnement des électrodes, le concept de focalisation et la réduction des effets indésirables. Une revue des matériaux et techniques de fabrication de ces électrodes sera également présentée.

Stéphanie LacourCollège de FranceInnovation technologique Liliane Bettencourt (2023-2024)Année 2023-202403 - La neurotechnologie : Électrodes – Partie I. Capturer l'activité cérébrale : avancées en électrodes d'enregistrementRésuméCe cours en deux parties vise à fournir une compréhension holistique des électrodes d'enregistrement et de stimulation neuronales, de leur conception à leur application pratique, et de souligner l'importance de l'ingénierie et de la science des matériaux dans l'avancement de la recherche neuroscientifique et des applications cliniques.Cette première partie se concentre sur les technologies et des principes qui rendent possible la capture précise des signaux neuronaux. Nous commencerons par une exploration approfondie des propriétés électrochimiques qui définissent l'interface entre les électrodes et le tissu cérébral, soulignant comment ces interactions influencent la qualité et la fidélité des données enregistrées. Nous aborderons ensuite les critères essentiels de conception des électrodes, y compris leur dimensionnement et leur forme, pour maximiser la sensibilité. Nous mettrons en lumière les défis et les solutions dans la fabrication d'électrodes, des techniques traditionnelles aux méthodes de pointe telles que la microfabrication, en insistant sur l'importance de choisir des matériaux adaptés qui offrent une excellente conductivité, une biocompatibilité à long terme, et une durabilité. Enfin, nous discuterons des avancées récentes dans le domaine, y compris l'intégration de matériaux innovants comme les polymères conducteurs et le concept d'électrodes actives, ouvrant de nouvelles voies pour l'amélioration de la performance des électrodes d'enregistrement neuronal.

Stéphanie LacourCollège de FranceInnovation technologique Liliane Bettencourt (2023-2024)Année 2023-202402 - La neurotechnologie : Neurotechnologies cliniquesRésuméLes neurotechnologies cliniques sont des avancées médicales utilisant des dispositifs et techniques innovants pour diagnostiquer, traiter et améliorer les conditions neurologiques et psychiatriques. Elles incluent des méthodes telles que l'IRM fonctionnelle pour l'imagerie cérébrale en temps réel, la stimulation du nerf auditif dans la cochlée pour pallier à la surdité sévère ou profonde, la stimulation cérébrale profonde pour traiter les troubles comme la maladie de Parkinson, ou encore l'électrocorticographie pour cartographier avec précision les zones épileptogènes du cerveau.

Stéphanie LacourCollège de FranceInnovation technologique Liliane Bettencourt (2023-2024)Année 2023-202401 - La neurotechnologie : Introduction. Anatomie et physiologie du système nerveuxRésuméUne compréhension approfondie du système nerveux est essentielle au développement de la neurotechnologie. Cela implique l'étude des neurones, des synapses, des réseaux neuronaux, ainsi que les processus biochimiques et électriques qui régulent la communication entre les neurones. Ce réseau complexe de communication orchestre la perception, la coordination des mouvements et le maintien des fonctions vitales.

Stéphanie LacourCollège de FranceInnovation technologique Liliane Bettencourt (2023-2024)Année 2023-2024Leçon inaugurale : La neurotechnologie : science et ingénierie pour de nouvelles thérapiesRésuméLa neurotechnologie est un domaine interdisciplinaire émergent qui fusionne les neurosciences et les technologies pour explorer, comprendre et manipuler le système nerveux. Cette discipline offre de vastes possibilités pour déchiffrer les mécanismes neuronaux, diagnostiquer et traiter les troubles neurologiques, et améliorer les capacités cognitives et les interactions homme-machine.Grâce aux avancées en neuro-imagerie, il est possible de visualiser l'activité cérébrale en temps réel, ce qui ouvre de nouvelles perspectives dans l'étude de la cognition, des émotions et du comportement humain.La neuromodulation est une application de la neurotechnologie permettant de réguler l'activité neuronale et de traiter des troubles tels que la surdité, la maladie de Parkinson ou l'épilepsie résistante au traitement médicamenteux.La neuroprosthétique vise à rétablir des fonctions perdues ou endommagées du système nerveux en développant des dispositifs portables ou implantables qui interagissent directement avec le système nerveux. De récents progrès dans les interfaces cerveau-machine ont permis à des personnes paralysées de contrôler des membres artificiels et de remarcher à l'aide de leur activité cérébrale et la modulation de leur activité spinale.La neurotechnologie offre un potentiel sans précédent pour éclairer notre compréhension du système nerveux, développer de nouveaux traitements pour soulager ou pallier certains troubles neurologiques et augmenter les capacités humaines. Son développement nécessite une approche prudente et réglementée pour équilibrer les opportunités avec les responsabilités éthiques.