Matrices d’Electrodes en Diamant pour l’Interfaçage Neuronal Appliqué à la Suppléance fonctionnelle (MEDINAS) – MEDINAS

L'activité neuronale est distribuée sur des milliers de neurones interconnectés en assemblées. Pour pouvoir enregistrer ces assemblées, les matrices de micro-électrodes (Micro Electrode Arrays-MEA) présentent un fort intérêt. Des techniques se développent actuellement où des matrices de microélectrodes 3D peuvent être positionnées au contact du tissu nerveux afin de recueillir son activité électrique en un grand nombre d'endroits simultanément. Ces matrices peuvent être utilisées pour l'enregistrement, mais également la stimulation des réseaux neuronaux. Ces techniques de stimulation neuronale présentent des enjeux majeurs pour le développement de nouvelles thérapies de traitement dans le cas de maladies neurodégénératives, ainsi que pour certaines pathologies (dégénérescence maculaire, épilepsie etc). Le développement de systèmes multiélectrodes est crucial à la fois pour la recherche fondamentale en neurosciences, ainsi que pour le développement de nouvelles interfaces cerveau/machine et le développement de neuroprothèses implantables pour la réhabilitation fonctionnelle (lésions du système nerveux central).
Les dispositifs commerciaux reposent sur l'utilisation d'électrodes métalliques : toutefois, si le courant de stimulation injecté est trop élevé, des réactions irréversibles (hydrolyse de l'eau) apparaissent et sont corrosives pour l'électrode et les tissus. Ici, nous proposons de développer des MEAs dont l'interface électrochimique est en diamant nanocristallin (NCD). Ce matériau possède une fenêtre de potentiel élevée, une très forte réactivité, et est bio-inerte. Il est peu sensible à la contamination sub-surface et est résistant à la corrosion. Ce matériau sera déposé sur différents types de matrices 3D pour la stimulation et la mesure d'activités neuronales. Les nouvelles interfaces développées dans le cadre de ce projet de recherche fondamentale, seront dédiées d'une part à la mesure in vitro d'activité neuronale sur des moelles épinières et d'autre part in vivo sur des cellules rétiniennes. À l'issue de ce projet, les nouveaux MEAs pour applications in vitro seront commercialisés par Bio-Logic (système BioMEA développé dans le projet Neurocom). Il est également prévu que Bio-Logic fournisse les MEAs in vivo à des fabricants de matériels médicaux.