Séance de cours

Signalisations neurales : propriétés et enregistrements

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Dans cours

NX-422: Neural interfaces

Neural interfaces (NI) are bioelectronic systems that interface the nervous system to digital technologies. This course presents their main building blocks (transducers, instrumentation & communication), reviews current and upcoming materials and technolog ...

Description

Cette séance de cours porte sur les propriétés mécaniques des tissus neuraux, y compris le cerveau, la moelle épinière et le système nerveux périphérique, en mettant l'accent sur leur nature viscoélastique et leurs variations structurelles. Il traite également des propriétés électriques des neurones, telles que le potentiel de repos et les concentrations d'ions, ainsi que de l'enregistrement des signaux neuraux à l'aide de techniques telles que l'EEG et l'ECoG. La présentation se retrouve dans les blocs de construction des neurones, le rôle des membranes dans la génération des potentiels de repos, et les facteurs influençant le potentiel membranaire. En outre, il explore l'utilisation de microélectrodes pour mesurer le potentiel membranaire et le concept de potentiel de Nernst pour différents ions.

Enseignant·e·s (2)

Mahsa Shoaran

Stéphanie Lacour

Stéphanie P. Lacour holds the Bertarelli Foundation Chair in Neuroprosthetic Technology in the School of Engineering at EPFL and leads the Laboratory for Soft Bioelectronic Interfaces. She received her PhD in Electrical Engineering from INSA de Lyon, France, and completed postdoctoral research at Princeton University and the University of Cambridge. She is the recipient of the 2006 MIT TR35, a University Research Fellowship of the Royal Society, European Research Council ERC Starting and POC Grants, and a SNSF-ERC Consolidator Grant. She was elected a 2015 Young Global Leader by the World Economic Forum.

Source officielle

Proximité ontologique

Biologie

Biologie cellulaire: Neurotransmission

Concepts associés (32)

Potentiel de repos

Le potentiel de repos membranaire (RMP, pour l'anglais resting membrane potential) est le potentiel électrochimique de membrane de la membrane plasmique d'une cellule excitable lorsqu'elle est au repos ; c'est un des états possibles du potentiel de la membrane. En introduisant une électrode de mesure à l'intérieur de la cellule (voir la méthode de patch-clamp), on constate une différence de potentiel : la face interne de la membrane est négative par rapport à une électrode de référence placée sur la face externe de la membrane.

Potentiel d'inversion

Le potentiel d'inversion pour un canal ionique, ou plus généralement pour un courant ionique, est la valeur du potentiel de membrane pour laquelle le flux ionique est nul. Il s'agit en fait de la valeur de potentiel de membrane à laquelle une espèce ionique est en équilibre électro-osmotique. C’est-à-dire que pour ce potentiel de membrane, la force électrique due à la différence de potentiel de part et d'autre de la membrane et la force chimique due à la différence de concentration (ou force osmotique) sont égales et de sens opposés.

Potentiel postsynaptique

Un potentiel postsynaptique (PPS), encore appelé potentiel gradué ou potentiel électro-tonique, est le signal unitaire produit en aval d'une synapse. Il s'agit d'un changement transitoire et local de la différence de potentiel électrochimique établie de part et d'autre de la membrane. La plaque motrice est la zone synaptique entre le neurone et la cellule musculaire. Le neurotransmetteur mis en jeu est l'acétylcholine qui va se fixer sur un récepteur et va ainsi entraîner une dépolarisation.

Potentiel électrochimique de membrane

Toute cellule biologique est entourée d'une membrane dite membrane plasmique. Cette membrane est relativement imperméable aux espèces électriquement chargées telles que les ions et aux molécules qui peuvent participer à l'activité électrochimique (molécules polaires) telles que l'eau. Elle présente ainsi une grande résistance électrique et forme en quelque sorte un dipôle (comme un condensateur). Grâce à ces propriétés, la membrane sépare en deux compartiments étanches l'intérieur de la cellule, le cytoplasme, de l'extérieur de la cellule, le milieu extracellulaire.

Système nerveux périphérique

thumb|upright=1.3|Schéma du système nerveux avec le système nerveux périphérique en bleu et le système nerveux central en rouge. Le système nerveux périphérique (SNP) est la partie du système nerveux formée des ganglions et des nerfs à l'extérieur du cerveau et de la moelle épinière. Sa fonction principale est de faire circuler l'information entre les organes et le système nerveux central (SNC). À l'inverse du SNC, le SNP n'est pas protégé par les os du crane et de la colonne ; il n'est pas non plus recouvert par la barrière hémato-encéphalique qui assure l'isolation du SNC.

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Optimisation des systèmes neuroprothétiques

Explore l'optimisation des systèmes neuroprothétiques, y compris la restauration de rétroaction sensorielle et les stratégies de stimulation neuronale.

Organisation du système neuronal

Explore l'organisation du système nerveux, y compris la structure des neurones, les synapses, les neurotransmetteurs et les circuits neuronaux.

Signal neuronal et traitement des signaux : modélisation et simulation

Couvre les fondamentaux des signaux neuraux et du traitement des signaux, en mettant l'accent sur la modélisation et la simulation des systèmes neuraux.

Potentiel membranaire : propriétés électriques des neurones

Couvre le potentiel membranaire, sa mesure et les équations régissant le mouvement ionique dans les neurones.

Enregistrement du signal neuronal: types d'électrodes et applications

Explore différents types d'électrodes pour l'enregistrement de signaux neuronaux et leurs applications dans les paramètres in-vivo et in-vitro.

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Concepts associés (32)

Potentiel de repos

Potentiel d'inversion

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Potentiel électrochimique de membrane

Système nerveux périphérique

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