Biotech Santé | Les microsystèmes et le cerveau par Julie Dethier | Liege Creative, 23.05.12

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L’électricité, puis l’électronique sont présents depuis longtemps dans le paysage médical et hospitalier entre autres pour l’examen des patients et le diagnostic (imagerie médicale, EEG, ...), pour leur suivi et la détection des situations d’alerte (rythme cardiaque, pression artérielle, glycémie, …).
Avec la miniaturisation, le suivi du patient est devenu largement possible en dehors du cadre hospitalier grâce à des techniques portables. Des systèmes de régulation, également portables, ont aussi vu le jour (pace maker, pompes à insuline, ...).
Un nouveau pas pourrait encore être franchi avec la réparation de fonctions neurologiques altérées : les microsystèmes "entreraient" alors dans le cerveau.

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Biotech Santé | Les microsystèmes et le cerveau par Julie Dethier | Liege Creative, 23.05.12

  1. 1. Quoi de neuf, Docteur ?Les microsystèmes à la rescousse ducerveauSteven LAUREYS - Coma Science Group, CRCyclotron ULg & CHUJulie DETHIER – ULg – Institut Montefiore
  2. 2. Avec le soutien de :
  3. 3. Université de Liège Institut Montefiore Systems and Modeling Research Unit  Mon  cerveau,  un  ordinateur?   JULIE  DETHIER   Les  Microsystèmes  À  La  Rescousse  Du  Cerveau    23  MAI  2012  
  4. 4. Mon  cerveau,  un  ordinateur?   Julie  Dethier  
  5. 5. Les  interfaces  neuronales  directes  (INDs)  apportent  une  soluKon  nouvelle  •  CommunicaKon  directe  entre  un  cerveau  et  un  disposiKf  externe  •  Pour  assister,  améliorer  ou  réparer  des  foncKons  humaines  de  cogniKon  ou   d’acKon  défaillantes  •  INDs  invasifs   Mon  cerveau,  un  ordinateur?   Julie  Dethier  
  6. 6. Les  composants  majeurs  d’une  IND   Bloc  externe   •  Contrôleur   •  Décodeur   •  AlimentaKon   Implant  électronique   •  Energie  aux  électrodes   •  Commande   Electrodes   •  RécepKon   •  SKmulaKon   Mon  cerveau,  un  ordinateur?   Julie  Dethier  
  7. 7. Les  INDs  ont  de  nombreuses  applicaKons  Prothèses  sensorielles   Mon  cerveau,  un  ordinateur?   Julie  Dethier  
  8. 8. Les  INDs  ont  de  nombreuses  applicaKons  Prothèses  motrices   Mon  cerveau,  un  ordinateur?   Julie  Dethier  
  9. 9. Les  INDs  ont  de  nombreuses  applicaKons  Prothèses  sensori-­‐motrices   Mon  cerveau,  un  ordinateur?   Julie  Dethier  
  10. 10. Les  limitaKons  et  challenges  des  INDs  •  MiniaturisaKon    •  Echanges  (informaKon  et/ou  alimentaKon)  sans  fil  •  Temps-­‐réel  •  Fragilité  du  Kssu  et  bio-­‐compaKbilité    •  Faible  consommaKon  en  énergie  •  Autonomie  •  Robustesse   Mon  cerveau,  un  ordinateur?   Julie  Dethier  
  11. 11. ConcepKon  d’un  système  d’enregistrement  mulKcanal  pour  des  applicaKons  neurales  –  Imec  •  Un  seul  neurone  •  Des  centaines  de  neurones  simultanément     Mon  cerveau,  un  ordinateur?   Julie  Dethier  
  12. 12. RéalisaKon  d’un  décodeur  pour  INDs  à  l’aide  d’un  réseau  de  neurones  impulsionnels  –  Stanford     Neural Spikes Decoder Cursor VelocityLimitaKon  de  l’élévaKon  de  la  température  (max.  1°C)  àcontraintes  énergéKques     Mon  cerveau,  un  ordinateur?   Julie  Dethier  
  13. 13. SoluKon:  uKliser  une  puce  neuromorphique    •  Neurones  en  silicium  •  Faible  consommaKon  de  puissance  •  ConnecKons  imposables   Mon  cerveau,  un  ordinateur?   Julie  Dethier  
  14. 14. Le  singe  est  capable  de  contrôler  le  curseur  et  la  puissance  requise  est  réduite   Mon  cerveau,  un  ordinateur?   Julie  Dethier  
  15. 15. Mon  cerveau,  un  ordinateur?   Julie  Dethier  
  16. 16. Université de Liège Institut Montefiore Systems and Modeling Research Unit  Mon  cerveau,  un  ordinateur?   JULIE  DETHIER  QuesKons?   Les  Microsystèmes  À  La  Rescousse  Du  Cerveau    23  MAI  2012  

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