Hybrid biophysical model of invasive electrical neural recordings : focus on chronic implants in the peripheral nervous system
par Jehenne Béryl sous la direction de Arleo Angelo
Thèse de doctorat en Neurosciences
École doctorale Interdisciplinaire Européenne Frontières du Vivant

Soutenue le Tuesday 21 November 2017 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Prothèses
  • Réseaux cérébraux
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Mots clés
Interfaces neurales, Neuro-prothèses, Implants chroniques dans le système nerveux périphérique, Électrodes invasives, Enregistrements intra-fasciculaires, Modélisation neurale, Modèles biophysique hybrides
Resumé
Dans ce projet nous nous intéresserons à la création d'un nouveau modèle permettant de simuler des enregistrements extracellulaires de l'activité électrique neurale dans le système nerveux périphérique. Ce modèle fut développé pour permettre une meilleure compréhension de l'impact des différentes propriétés des interfaces sur la qualité des signaux recueillis. Ce projet fut en particulier conduit pour répondre au contexte actuel qui voit le développement de nombreuses applications dans le domaine des neuro-prothèses et autres interfaces neurales à but biomédical. Nos intentions étaient de fournir un nouvel outil permettant de mieux comprendre les particularités des interfaces existantes ou d'aider à leur amélioration et à la planification de futures innovations. Ce modèle est construit comme la synthèse de la compréhension actuelle des différents rouages biophysiques impactant les enregistrements. Sa structure peut être perçue comme l'assemblage de différents sous-systèmes interconnectés et représentant chacun une dimension du processus. Il s'avère particulièrement efficace pour l'analyse comparative des performances entre diffèrent types/géométries d'électrodes invasives. Dans ce document, nous nous efforcerons d'expliquer en détail la structure et les paramètres de notre modèle. Nous décrirons ensuite les différents tests que nous avons entrepris pour sa validation expérimentale, ainsi que les différentes voies d'applications que nous avons commencé à explorer. Nous finirons par décrire les améliorations qui nous sont apparues comme nécessaires ou possibles et par une discussion sur les ouvertures futures offerte à ce domaine de recherche.