Thèse Imagerie Computationnelle pour l'Oct Plein Champ Rapide Vers l'Observation de la Fonction Neuronale dans la Rétine Humaine H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : ESPCI Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris (PSL) École doctorale : Physique en Ile de France Laboratoire de recherche : Institut Langevin : ondes et images Direction de la thèse : Pedro MECÊ ORCID 0000000176853999 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-12T23:59:59 Cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet ERC MIRACLE-AD, dont l'objectif est de développer de nouvelles approches d'imagerie optique pour étudier la fonction neuronale de la rétine humaine *in vivo*.La rétine constitue une fenêtre unique sur le système nerveux central, car elle est la seule partie du cerveau directement accessible par la lumière. Les développements récents en tomographie par cohérence optique (OCT) ont permis l'émergence de l'imagerie fonctionnelle rétinienne, capable de détecter de subtiles variations optiques associées à l'activité neuronale. Toutefois, l'observation de populations neuronales au-delà des photorécepteurs, notamment les cellules ganglionnaires, demeure limitée par les mouvements oculaires, les aberrations optiques, le bruit de mesure et la complexité des données volumétriques acquises à haute cadence.

La thèse s'appuiera sur une nouvelle génération de systèmes Swept-Source Full-Field OCT (SS-FFOCT) développés à l'Institut Langevin dans le cadre du projet MIRACLE-AD. Ces systèmes permettent l'acquisition rapide de volumes tridimensionnels de la rétine humaine avec une résolution spatiale et temporelle sans précédent, mais nécessitent le développement de nouvelles approches d'imagerie computationnelle pour exploiter pleinement leur potentiel.

Les travaux porteront sur le développement et l'évaluation de méthodes avancées de traitement des données et de formation d'image, incluant la stabilisation volumique et de phase des acquisitions in vivo, la correction numérique des aberrations optiques, l'imagerie matricielle et multi-angles, ainsi que des stratégies permettant d'étendre le champ d'observation tout en conservant une résolution cellulaire. Une attention particulière sera portée à l'extraction de signaux fonctionnels neuronaux à partir de données OCT rapides et à l'amélioration de leur sensibilité.

À terme, cette thèse vise à repousser les limites actuelles de l'imagerie fonctionnelle rétinienne et à ouvrir l'accès à l'étude de nouvelles populations neuronales dans la rétine humaine vivante. Les travaux se situeront à l'interface entre optique, physique de l'imagerie, traitement avancé des données et développement algorithmique, avec une forte interaction entre instrumentation expérimentale et imagerie computationnelle. La rétine est la seule partie du système nerveux central directement accessible par imagerie optique chez l'humain vivant. Cette accessibilité unique offre une opportunité exceptionnelle pour étudier le fonctionnement neuronal et son altération dans les maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer.

Les développements récents en tomographie par cohérence optique (OCT) permettent aujourd'hui d'observer des variations optiques subtiles associées à l'activité des neurones rétiniens. Toutefois, l'extraction de ces signaux fonctionnels reste limitée par les mouvements oculaires, les aberrations optiques et la complexité des données volumiques acquises à haute cadence.

Dans le cadre du projet ERC MIRACLE-AD, l'Institut Langevin développe une nouvelle génération de systèmes d'OCT plein champ rapide (SS-FFOCT) offrant une résolution spatiale et temporelle sans précédent pour l'imagerie de la rétine humaine. L'exploitation de ces systèmes nécessite le développement de nouvelles approches d'imagerie computationnelle afin d'améliorer la qualité des images et de permettre l'observation de la fonction neuronale à l'échelle cellulaire.

Le ou la candidat·e devra être titulaire d'un Master 2 ou d'un diplôme d'ingénieur en physique, optique, photonique, imagerie biomédicale, traitement du signal ou discipline connexe.

Les compétences recherchées sont :

* Solides connaissances en physique, optique ou imagerie ;
* Compétences en programmation scientifique (Python, MATLAB ou équivalent) ;
* Intérêt pour le traitement d'images, l'imagerie computationnelle et l'analyse de données ;
* Appétence pour la recherche expérimentale et le développement méthodologique ;
* Capacité à travailler sur des systèmes d'imagerie complexes et des jeux de données volumineux ;
* Rigueur scientifique, autonomie et aptitude au travail en équipe.

Des connaissances en tomographie par cohérence optique (OCT), en imagerie biomédicale ou en traitement avancé des données constitueront un atout.