Thibault Honegger

Host Institution : CNRS

Laboratoire : LTM

Appel à projets : Starting (PE7)

Nom du Projet : CONNEXIO – Physiologically relevant microfluidic neuro-engineering

Montant : 1.72 M€

Description : 

Développer des réseaux de neurones biologiques minimalistes et observer leur activité fonctionnelle est crucial pour déchiffrer le traitement de l’information dans le cerveau.

Ce projet vise à relever deux défis majeurs : concevoir et fabriquer des réseaux de neurones biologiques in vitro organisés de manière physiologiquement pertinente et fournir une plate-forme de surveillance sans étiquette capable d’observer l’activité neuronale à la fois à la résolution des neurones et à de grands champs de vision.

Pour ce faire, le projet développera des puces compartimentées microfluidiques uniques où des populations de neurones primaires seront ensemencées dans des chambres de dépôt avec un nombre et des densités physiologiquement pertinents.

Les chambres seront reliées par des micro-rainures dans lesquelles seuls les neurites pourront se développer et dont les dimensions seront ajustées en fonction du schéma de connectivité à reproduire.

Pour observer l’activité de ces réseaux de neurones complexes, nous développerons une technique d’observation disruptive qui transduira l’activité électrique des neurones spiking en différences optiques observées sur une plateforme sans lentille, sans marquage au calcium et constamment incubo.

En combinant la structuration en neuro-ingénierie et la plate-forme sans lentille, nous comparerons les pics individuels aux oscillateurs globaux dans les réseaux de neurones de base sous des stimulations externes localisées.

De tels résultats fourniront un aperçu expérimental des approches actuelles des neurosciences computationnelles.

Enfin, nous concevrons un réseau in vitro qui reproduira une boucle neuronale impliquée dans les principales maladies neurodégénératives avec des types, densités et connectivités neuronales physiologiquement pertinentes.

Ce circuit sera manipulé afin de modéliser les maladies de Huntington et de Parkinson sur la puce et d’évaluer l’impact de médicaments connus sur l’activité fonctionnelle de l’ensemble du réseau.

Ce projet concevra des puces microfluidiques avec un réseau de neurones physiologiquement pertinent et une plate-forme de surveillance d’activité sans lentille pour répondre à des problèmes fondamentaux et cliniquement pertinents en neurosciences.