O uso da tecnologia MEMS na produção de matrizes de microeléctrodos capazes de interagir com o sistema nervoso central ao nível celular é uma realidade. Estes complexos microssistemas enfrentam os desafios da neurociência no sentido de melhorar o conhecimento sobre o cérebro, permitindo catalisar novos tratamentos para distúrbios e doenças cerebrais, como Parkinson, Alzheimer, depressão, etc. Entretanto, surgiu uma nova interação com o cérebro: a optogenética. Os dispositivos optogenéticos são otimizados para incidir luz sobre uma população de células geneticamente modificadas, de forma a revelarem efeitos biológicos específicos quando expostas à luz. Os neurónios-alvo são modificados para produzir proteínas sensíveis à luz conhecidas como opsinas (normalmente a Rodopsina-canal-2, ChR2, com um pico de ação no espectro em torno dos 470 nm). Estes estímulos com luz vão ajudar a revelar quais os neurónios inerentes às funções normais ou patológicas do cérebro. O sucesso desta nova técnica de interação com o tecido neuronal depende da intensidade da luz que se consegue aplicar nos neurónios, sem os sobreaquecer.

Nesta dissertação, pretende-se que o aluno fabrique µ-lentes em cima de µ-LEDs que irão ser integrados numa probe neuronal. A irradiação de emissão dos μLEDs necessita de ser de pelo menos 1 mW/μm², valor requerido para estimular culturas de células no hipocampo com ChR2. As μ-lentes serão fabricadas por combinação de um refluxo térmico de fotoresist com um processo de moldagem de réplicas de polidimetilsiloxano (PDMS) ou por técnicas de escalas de cinzento. Um dos principais desafios deste projeto assenta nas reduzidas dimensões do dispositivo (ronda as centenas de micrómetros). O fabrico será realizado com as técnicas de micro-fabricação disponíveis no Laboratório de Microtecnologias. Esta dissertação estará inserida também no projeto de investigação OpticalBrain.