Endo-microscopie du cerveau combinant microscopie confocale en fluorescence et tomographie par cohérence optique Doppler

L'épilepsie affecte près de 50 millions de personnes à travers le monde, parmi lesquelles 30% ne répondent pas aux traitements. Lorsqu'un patient ne répond pas au traitement, la résection de la zone irritée devient nécessaire dans les cas difficiles. Le défi pour l'épileptologue devient donc l'identification de cette zone. Les techniques classiques utilisées pour la localiser sont : le test clinique neurologique, les électroencéphalogrammes (EEG), l'implantation d'électrodes intracrâniennes et l'imagerie par résonance magnétique (IRM) anatomique pour identifier les lésions. Parallèlement, les chercheurs explorent les techniques fonctionnelles, et utilisent de plus en plus des techniques d'imagerie hémodynamique. Pour mieux comprendre ces signaux, il est essentiel de connaitre le lien entre l'hyperactivité des neurones et les signaux hémodynamiques qui en résultent. Malheureusement, ce lien reste indéterminé en raison de la complexité des changements d'oxygénation du sang et des tissus lors d'évènements épileptiques. Afin d'élucider ce lien, les techniques actuelles ne permettent pas d'imager simultanément l'activité neuronale avec une résolution cellulaire et le flux sanguin dans le cortex du cerveau murin. La microscopie confocale en fluorescence (MCF), combinée à des marqueurs du calcium, est un outil potentiel pour imager directement l'activité neuronale avec une résolution sous cellulaire. Le suivi du flux sanguin dans des vaisseaux individuels et avec une profondeur de pénétration acceptable peut quant à lui être réalisé avec la tomographie par cohérence optique Doppler (DOCT). Cette technique basée sur l'interférométrie permet d'imager à une profondeur de 2 à 3 mm avec une résolution d'une dizaine de microns. Lorsqu'ils sont combinés à un endomicroscope,chacun de ces systèmes pourrait permettre d'imager en profondeur dans le cerveau. Cependant, la MCF et le DOCT n'ont pas encore été combinés à travers un endo-microscope adapté à ces deux modalités. L'objectif de ce projet est de développer un système d'imagerie microscopique pouvant mesurer l'activité neuronale et hémodynamique, puis d'évaluer la performance de ce système. Nous proposons donc de concevoir un endo-microscope multimodal combinant la MCF et le DOCT dans un bras d'imagerie commun pour les deux modalités. Ce bras peut être facilement manipulé ou installé sur un stage stéréotaxique puisqu'il est relié par fibre optique au reste du système. Le bras comporte un système 2D de galvanomètres pour l'imagerie 2D en MCF et l'imagerie 3D en DOCT.