Proposition de thèse en instrumentation biomédicale

Proposition de thèse en instrumentation biomédicale
Développement et application de l'imagerie quantitative du débit sanguin
cérébral pour l'étude de modèles de l'obésité Mesure quantitative
Laboratoire IMNC. Equipe Imagerie Biophotonique In Vivo. Université Paris Sud Orsay
Contact : Frédéric Pain [email protected]
Contexte et enjeux
L’activité vasculaire est nécessaire pour subvenir aux besoins en énergie liées à l’activité cérébrale.
Les effets vasculaires (débit, constriction, dilatation) sont complexes et nécessitent des études
physiologiques in vivo approfondies. La description des phénomènes hémodynamiques cérébraux est
également largement inexplorée en particulier pour les sujets obèses. Dans ce contexte, les objectifs
de la thèse seront (i) de développer des systèmes d’imagerie du système hémodynamiques pour (ii)
obtenir des données originales concernant le débit, la vasoconstriction et la vasodilatation dans le
cerveau chez le rat sain ou obèse.
L’étudiant aura en charge le développement instrumental et méthodologique de plusieurs
modalités d’imagerie.
La première est une évolution d’un système macroscopique déjà existant au laboratoire IMNC, pour
l’adapter à l’imagerie dynamique simultanée du contraste laser speckle et de la réflectance à
plusieurs longueurs d’onde. Ces techniques permettront respectivement la cartographie 2D des
variations du débit sanguin cérébral et des modifications locales du volume sanguin et de
l’oxygénation sanguine.La seconde modalité développée s’appuiera sur la plateforme de microscopie
bi-photonique du laboratoire IMNC, pour l’imagerie à l’échelle d’un capillaire unique des globules
rouges et la détermination de leur vitesse pour différentes conditions expérimentales.
Ces développements seront réalisés dans les 2 premières années de la thèse et impliqueront un
travail instrumental : caractérisation de sources lumineuses et détecteurs, synchronisation des
différents éléments du dispositif et méthodologique : étalonnage calibration des techniques,
développement et validation des protocoles expérimentaux, analyse d’image. La 3ème année de thèse
sera consacrée à l’acquisition et l’analyse de données biologiques, en collaboration avec l’équipe de
Neurobiologistes (Métabolisme Imagerie Olfaction) du laboratoire IMNC. L’étudiant (e) aura alors
l’opportunité de développer ses compétences interdisciplinaires à l’interface avec la neurobiologie
dans le contexte de l’étude de l’obésité.
A l’issue de la thèse, aura acquis des compétences instrumentales et méthodologiques ainsi qu’une
solide culture interdisciplinaires avec les Neurosciences. Il aura progressivement développé son
autonomie dans son projet doctoral et produit et publié de données scientifiques originales
Objectifs


Développer et caractériser deux modalités d'imagerie du débit sanguin cérébral quantitatives
et complémentaires
Obtenir et analyser des données sur le débit sanguin dans le système nerveux central pour
l'étude de l'obésité
Encadrement
Le doctorant sera encadré par Frédéric Pain (HDR, resp Equipe Imagerie Biophotonique In Vivo) pour
le développement des instruments et méthodes pour l'imagerie quantitative du débit sanguin
cérébral. Pour l'application biomédicale et l'analyse des résultats biologiques le doctorant sera coencadré par Hirac Gurden(HDR, Neurobiologiste, resp. Equipe Métabolisme Imageries Olfaction du
laboratoire IMNC.
Profil
Le/la candidat(e) doit avoir des compétences en physiques et/ou ingénierie. Le profil recherché est
celui d’un master en physique avec des compétences instrumentales acquises au cours de la
formation ou de stages. Il/elle doit avoir un goût prononcé pour le travail expérimental, impliquant la
construction, le développement et la validation de dispositifs de mesures et d'imagerie. Pour ce
travail interdisciplinaire, une forte curiosité pour l'imagerie biomédicale et la capacité à interagir avec
des domaines différents et à apprendre dans un domaine nouveau constituent des qualités
importantes.
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