Orientation selectivity in a multi-gated organic electrochemical transistor.

UNLABELLED: Neuromorphic devices offer promising computational paradigms that transcend the limitations of conventional technologies. A prominent example, inspired by the workings of the brain, is spatiotemporal information processing. Here we demonstrate orientation selectivity, a spatiotemporal processing function of the visual cortex, using a poly(3,4ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) ( PEDOT: PSS) organic electrochemical transistor with multiple gates. Spatially distributed inputs on a gate electrode array are found to correlate with the output of the transistor, leading to the ability to discriminate between different stimuli orientations. The demonstration of spatiotemporal processing in an organic electronic device paves the way for neuromorphic devices with new form factors and a facile interface with biology

Direct patterning of organic conductors on knitted textiles for long-term electrocardiography.

Wearable sensors are receiving a great deal of attention as they offer the potential to become a key technological tool for healthcare. In order for this potential to come to fruition, new electroactive materials endowing high performance need to be integrated with textiles. Here we present a simple and reliable technique that allows the patterning of conducting polymers on textiles. Electrodes fabricated using this technique showed a low impedance contact with human skin, were able to record high quality electrocardiograms at rest, and determine heart rate even when the wearer was in motion. This work paves the way towards imperceptible electrophysiology sensors for human health monitoring

Micro-fabrication de dispositifs ambulatoires, cutanés, hautement performants et à base de matériaux organiques pour l’enregistrement de signaux électrophysiologiques sur l’homme

L’électrophysiologie est l’étude des signaux électriques et électrochimiques générés par certaines cellules spécifiques tout comme par des organes entiers. Elle donne aux médecins l’opportunité de suivre le fonctionnement d’un seul neurone mais aussi de l’intégralité du cerveau. L’enregistrement de ces activités est essentiel pour le diagnostic de pathologies aussi diverses que les arythmies cardiaques, l’épilepsie ou la dégénération musculaire. Dans cette thèse, nous étudions différents types d’électrodes cutanées à base de matériaux organiques, de leur conception à leur évaluation préclinique. Notre approche est basée sur l’utilisation du polymère conducteur PEDOT :PSS et de gels ioniques, qui réduisent l’impédance de l’interface électrode-peau. De plus, nos électrodes sont conçues avec différents substrats fins et souples, plastiques ou textiles. Ceci appelle de nouvelles techniques de fabrications adaptées à ces substrats et aux matériaux organiques. Les électrodes sont caractérisées puis testées sur des volontaires afin de démontrer leurs excellentes performances par rapport aux électrodes médicales usuelles. L’évaluation de leur capacité à réduire le bruit et de leur stabilité sur plusieurs jours est effectuée sur des signaux venant des activités musculaires, cardiaques et cérébrales. Nous présentons également une électrode microscopique dite « active », basée sur le transistor organique électrochimique. Celui-ci permet d’amplifier et de filtrer in situ le signal. Parce que nos électrodes organiques cutanées possèdent un important potentiel industriel et clinique, nous étudions maintenant leur intégration dans des dispositifs médicaux de pointe.Electrophysiology is the study of electrical and electrochemical signals generated by specific cells or whole organs. It gives doctors the opportunity to track the physiological behavior of a single neuron, as well as the integral brain. The recording of these activities is essential to diagnose and better understand diseases like cardiac arrhythmias, epilepsy, muscular degeneration and many more. In this thesis, we study different types of cutaneous electrodes based on organic materials, from conception to pre-clinical evaluation. Our approach is based on the usage of PEDOT:PSS conducting polymer and ionic gels in order to reduce impedance at the skin-electrode interface. Moreover, the substrate of our electrodes is made with different materials such as thin and conformable plastics and textiles. Our devices are then flexible, motion resistant and can be integrating into clothes. We developed new fabrication processes, considering the different substrates and organic materials specifics. The electrodes were characterized and then tested on human volunteers to show their excellent performance in comparison to standard medical electrodes. The evaluation of noise reduction capabilities and possibilities to perform long-term recordings were established on signals coming from muscles, heart and brain. Furthermore, we present a hundred micrometer-small “active” electrode, based on the organic electrochemical transistor. It enables in situ amplification and filtering of recorded signals. The wearable organic electrodes developed in this work are of great industrial and clinic interest. Future work will aim to integrate these technologies into state-of-the-art medical devices

Accidents cardiovasculaires graves et pratique du cyclotourisme (propositions pour la Fédération française de cyclotourisme)

DIJON-BU Médecine Pharmacie (212312103) / SudocSudocFranceF

Fiabilité de la mesure de la glycémie en réanimation

TOULOUSE3-BU Santé-Centrale (315552105) / SudocSudocFranceF

Surface-based approach for cerebral functional MRI : cortical projection through an inverse problem

Cette thèse traite d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) cérébrale. Jusqu’à présent, cette modalité est principalement employée dans le domaine des neurosciences dans le but d’étudier les processus cognitifs et la relation entre anatomie et fonction. L’emploi de l’IRMf est toutefois restreint en comparaison des perspectives qu’elle offre. En effet, trois caractéristiques intrinsèques au signal observé en IRMf posent problème. D’abord, le signal ne constitue pas l’observation directe de l’activité cérébrale. Il en résulte un flou temporel ne permettant pas la localisation temporelle précise de l’activité neuronale. Ensuite, seules les variations temporelles du signal IRMf déterminent la présence ou l’absence d’une telle activité. Or ces fluctuations sont faibles vis-à-vis de l’amplitude du signal et du bruit. Enfin, de nombreuses ambiguïtés de localisation spatiale existent, et cela particulièrement au niveau du ruban cortical du fait de ses nombreuses circonvolutions. Plusieurs approches proposent, en conséquence, d’étudier les données IRMf sur la surface corticale. Toutefois, toutes se basent sur des méthodes directes d’interpolation ou de rétro-projection, omettant ainsi que le signal d’intérêt acquis est originaire du ruban cortical. L’originalité du travail réalisé durant cette thèse consiste à considérer le problème de projection comme un problème inverse. La méthode procède alors simultanément à la projection surfacique, et à la restauration des propriétés spatio-temporelles d’origine des données fonctionnelles sur la surface.This thesis deals with cerebral functional magnetic resonance imaging (fMRI). Until now, fMRI is mainly used in the field of neurosciences as a tool to understand cognitive processes and the links between anatomy and function. However, fMRI use is limited compared to the perspectives it offers. Indeed, three properties of the fMRI signal are problematic. First, this signal is not a direct representation of cerebral activities, thus resulting in a temporal blur that opposes the accurate localization of neuronal activities in time. Then, only the temporal variations of the fMRI signal can determine the presence or absence of those activities. Yet, those fluctuations are small compared to the overall signal and noise magnitudes. And last but not least, ambiguities related to spatial localization of cerebral activities are numerous and especially troublesome around the cortical ribbon due to its highly convoluted shape. Therefore, several approaches offer to study fMRI data onto the cortical surface. However, they all consider the problem as an interpolation one, neglecting the origin of the acquired signal of interest : the cortical ribbon. The original idea behind the work achieved in this thesis consists in posing the projection problem as an inverse problem to solve. This way we achieve both the surface-based projection and the recovering of the original cortical signal spatio-temporal properties

Effets directs et indirects d'une exposition en continu au chlorpyrifos sur la communauté de zooplancton - une expérience en mésocosme lotique

Du fait de sa haute toxicité envers les insectes et de sa faible persistance dans l'environnement le chlorpyrifos, insecticide organophosphoré, est largement utilisé dans la gestion des insectes nuisibles. Cependant, il est aussi considéré comme hautement toxique pour des organismes aquatiques non cibles et plus particulièrement les arthropodes. Les effets à court terme du chlorpyrifos sur différentes espèces d'organismes aquatiques ont été largement étudiés au laboratoire par le biais d'essais monospécifiques. Des études en mésocosmes ont été réalisées afin d'étudier l'effet du chlorpyrifos dans le cas d'une application unique. Cependant, peu d'études ont permis d'étudier ses effets lors d'une contamination chronique sur la communauté de zooplancton en présence de poisson. Une étude des effets du chlorpyrifos sur les communautés de périphyton, de zooplancton, de macroinvertébrés et une population de poisson a été réalisée en continue, de juin à novembre 2008, en mesocosmes lotiques. Les canaux constituant la plateforme mésocosmes de l'INERIS ont été contaminés à différentes concentrations (0,1 ; 1,0 et 5,0 micro g/L avec trois réplicats) pendant 4 mois. D'après les données issues des essais en laboratoire et en mésocosmes ces dernières sont supposées engendrer respectivement : une absence d'effet, des effets avérés de moyennes et de fortes amplitudes. Le zooplancton a été échantillonné toutes les semaines, à l'aide d'un tube en plexiglas. Les réponses des populations et de la communauté ont été analysées par la méthode des courbes de réponses principale (PRC), technique multivariée basée sur l'ordination canonique. La structure de la communauté a été modifiée selon un effet dose-réponse, avec une disparition complète des Cladocères et une diminution conséquente des Copépodes. Concernant les Rotifères, des effets indirects ont été observées et ces derniers diffèrent selon les espèces. Pour expliquer certaines réponses, des hypothèses sont alors proposées à l'aide des connaissances disponibles sur leur écologie. Finalement, l'ensemble des effets sur la communauté de zooplancton est ensuite mis en relation avec ceux observés chez les autres communautés et populations étudiées et l'importance de la pression de prédation exercée par les invertébrés et/ou les vertébrés en situation contaminée est ainsi discuté