Un nouveau type de microélectrodes (MEA) pour une caractérisation optique et électrique d’un réseau de neurones in vitro.

Eugène Constant, a great scientist, has just left us. The work of Michaël Baudoin and his team on the use of acoustic vortices published in the journal Nature Communication The CorDial-S project, coordinated by Sabine Szunerits and in interaction with David Devos from Lille University Hospital, winner of the European Commission Emergency Funding Action to fight against the SARS-CoV-2 coronavirus "Acoustic waves to slide liquids on a surface": a device developed by researchers at IEMN, a project led by Michaël Baudoin We are talking about the IEMN, Guillaume Ducournau and Terahertz waves right now in the press! Join us ... Job offer: OPEN PhD POSITION - Development of robotic on-wafer probing station based on piezo-driven linear and rotation positioning stages for high frequency nanoelectronics metrology Job posting: Postdoc in developing NEMS / MEMS hybrid microwave device Job offer: Assistant engineer in instrumentation and experimental techniques M / F Save the date ... Thesis Ángel de Dios Gonzales Santos - Ultra-low power continuous-time digital signal processing circuits in 28nm FDSOI technology for audio applications 3rd annual international workshop of the French IEEE Sensors Council Chapter, carried out in collaboration with the France IEEE Instrumentation & Measurement Chapter - École Centrale de Lille JNTE - National ThermoElectricity Days 2020 edition - IEMN

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Un nouveau type de microélectrodes (MEA) pour une caractérisation optique et électrique d’un réseau de neurones in vitro

Une collaboration impliquant plusieurs chercheurs issus de différents groupes de l’IEMN (NCM, NBI, BioMEMS, Carbon et NAM6) ainsi que le LilNCog center (anciennement JPARC) a permis de développer un nouveau type de réseau de microélectrode (MicroElectrodesArrays – MEA).
Réalisées en PEDOT:PSS, elles sont totalement transparentes et permettent d’avoir un système de mesure électrophysiologique combiné à une lecture optique pour la caractérisation de réseaux de neurones in vitro.
Les applications visées s’étendent à l’imagerie calcique, l’immunomarquage et l’optogénétique.

Les réseaux de microélectrodes (MEA) permettent d’enregistrer l’activité biologique in vitro de cellules neuronales, cardiaques ou encore des tranches de cerveau. Cependant, la plupart des systèmes MEA disponibles dans le commerce intègrent des électrodes non transparentes. Depuis peu, le développement d’outils de mesure intégrés combinant à la fois l’électro- et l’optophysiologie suscite un grand intérêt dans le cadre d’une meilleure compréhension des phénomènes physiologiques au sein de réseaux neuronaux. Le développement de microélectrodes transparentes permet de réaliser à la fois des mesures électrophysiologiques et d’imagerie optique de manière simultanée. Certains dispositifs ont déjà été développés, voire commercialisés. Ils utilisent alors des électrodes en ITO, en graphène mais toujours soit au détriment des valeurs d’impédance (trop élevées) ou de transparence (trop faibles). Un compromis étant systématiquement nécessaire.

Dans cette étude, nous avons développé des MEA optiquement transparentes entièrement réalisées en PEDOT:PSS. Elles présentent de faibles valeurs d’impédance électrique (33 MΩ µm2), comparables aux valeurs d’impédance des dispositifs MEA commercialement opaques (électrodes en TiN). Ce nouveau type de MEA ouvre ainsi la voie à de nombreuses applications de pointe en neurosciences : exploration de l’état physiologique des cellules neuronales dans des conditions normales ou stressantes, étude de la complexité et de l’hétérogénéité cellulaire du réseau neuronal considéré et de réaliser des expérience d’optomodulation (activation/inactivation de certaines fonctions) des réseaux de neurones, comme la modulation optogénétique et photochimique (libération de médicaments contrôlée).

Pour mener à bien ce travail, des chercheurs de l’IEMN et du LilNCog center ont reçu le soutien d’un projet PEPS (M2NP), du labex DISTAlZ et de l’ERC CoG Ionos.

yannick.coffinier@univ-lille.fr