Caracterización eléctrica de transistores electroquímicos utilizados para electrofisiología in vitro

Abstract

[ES] El proyecto ERC-IONOS propone cambiar el paradigma de interfaz cerebro-máquina mediante el desarrollo de nuevas tecnologías diseñadas para interactuar íntimamente con las células biológicas, inspirándose en gran medida de la bioinspiración. Para alcanzar este objetivo, el proyecto IONOS explorará cómo detectar, estimular y computar señales biológicas procedentes de un conjunto de células neuronales in vitro, basándose en materiales y dispositivos ionoelectrónicos. Además de la detección de señales biológicas, estos dispositivos emergentes ofrecen funcionalidades básicas tal como una memoria, la transducción de señales entre iones y electrones y la amplificación, allanando el camino para una nueva generación de interfaces inteligentes cerebro-máquina. Este proyecto demostrará cómo estos conceptos asociados al paradigma de la computación bioinspirada pueden desbloquear nuestras limitaciones fundamentales para comunicar con las células neuronales vivas. La prueba de concepto mostrará cómo un sistema artificial puede enviar, recibir y computar información de forma eficiente a partir de uno biológico, lo que constituye los fundamentos de la comunicación.

En el contexto del proyecto ERC CoG IONOS, el candidato de master trabajará en el desarrollo tecnológico de materiales y dispositivos ionoelectrónicos para la electrofisiología de cultivos de células neurales in vitro. La misión abarcará desde el desarrollo tecnológico de sensores orgánicos (como los transistores electroquímicos orgánicos), su caracterización eléctrica y física y el análisis / procesamiento de las señales electrofisiológicas de las mediciones in vitro e in vivo. El trabajo se centrará en la fabricación en salas blancas y el desarrollo de la plataforma de detección en los laboratorios del IEMN-Lille (Francia). Las mediciones electrofisiológicas y los cultivos celulares se llevarán a cabo en el centro NeuroCog de Lille. El estudiante tendrá que interactuar ampliamente con expertos en el campo de la nanotecnología, la física, la química, la bioquímica y la biología.

[EN] The ERC-IONOS project propose to shift the brain interface paradigm by developing new technologies designed to interact intimately with biological cells and capitalizing heavily on bio-inspiration. To reach this goal, the IONOS project will explore how to sense, stimulate and compute biological signals from in-vitro neural cells¿ assembly based on iono-electronic materials and devices. In addition to bio-signal sensing, these emerging devices offer basics functionalities such as memory, ion-electron signal¿s transduction, and amplification paving the way to a new generation of intelligent brain-machine interfaces. This project will demonstrate how these concepts associated to the bio-inspired computing paradigm can unlock our fundamental limitations for communicating with living neural cells. Proof of concept will show how an artificial system can efficiently send, receive and compute information from a biological one, which constitutes the basics of communication.

Mission In the context of the ERC CoG IONOS project, the master student candidate will work on the technological development of iono-electronic materials and devices for electrophysiology of in-vitro neural cells cultures. The mission will span from the technological development of organic sensors (such as Organic Electro Chemical Transistors), their electrical and physical characterization, and analysis/processing of the electrophysiological signals from in-vitro and in-vivo measurements. The core of her/his work will be centered on cleanroom fabrication and development of the sensing platform at IEMN-Lille (France). Electrophysiological measurements and cells cultures will be carried out at Lille NeuroCog Center. He will have to interact extensively with expert in the field of nanotechnology, physics, chemistry, bio-chemistry and biology.