Un grand nombre de pathologies cérébrales demeurent aujourd’hui incomprises par manque d’accès à l’information biologique contenue dans le tissu. L’anatomie complexe du système nerveux central et la distribution des grandes fonctions cognitives en réseaux d’aires fonctionnelles rend difficile la cartographie et la compréhension fine des mécanismes associés à la pathologie. Accéder au cerveau et se rendre capable d’y prélever du tissu sans dommages constitue donc un enjeu majeur. Ceci est d’autant plus vrai que, dans les populations occidentales, les cancers et les maladies neurodégénratives voient leurs incidences croître de manière quasi exponentielle, faisant d’elles un défi majeur en terme de santé publique dans les décennies qui viennent.Les travaux du laboratoire ont permis le développement d’un outil chirurgical innovant, basé sur l’utilisation de puces en silicium, pour autoriser le prélèvement de micro fragments de tissus dans le cerveau, de manière atraumatique. Ce concept d’ « empreinte » biologique sur silicium est en cours de validation chez l’Homme dans un essai clinique dédié à l’analyse des tumeurs. Cependant, plusieurs défis techniques restaient à solder pour préparer la voie à des versions ultérieures de ce dispositif. Ainsi, ce travail de thèse a permis de préparer une nouvelle stratégie matériau pour aborder non plus seulement les tumeurs cérébrales mais également les territoires profonds, ultra fonctionnels, impliqués dans les maladies d’Alzheimer ou de Parkinson, voire des pathologies d’autres organes (foie, poumon, prostate…). Un procédé de fabrication de silicium poreux a été entièrement validé en salle blanche, et nous avons testé l’ensemble de la cellule au gros animal, préparant un usage règlementaire chez l’Homme.Par ailleurs, dans l’idée d’améliorer la précision du geste chirurgical, nous avons pu évaluer la faisabilité d’associer notre concept avec un système de détection de fluorescence de type micro endoscopie confocale fibrée. Ce travail a permis de mettre en évidence un fort potentiel applicatif né du couplage, ayant été reconnu par le dépôt d’un brevet. De nombreux défis techniques restent sur la voie pour parvenir à un protoype robuste de « dispositif d’empreinte optiquement guidé dans le cerveau », mais nous parvenons à établir la faisabilité et à spécifier le cahier des charges pour un dispositif futur.En conclusion, nous avons pu, au travers de ce travail, préparer la voie pour un élargissement considérable du concept princeps, en intégrant dès les phases amont toutes les contraintes règlementaires pour viser un transfert rapide de ces développements au lit du malade.