Doctorant F/H Anatomical and microstructure informed tractography for connectivity evaluation

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Rennes, France INRIA Temps plein

Contexte et atouts du poste

Diffusion MRI (dMRI) quantifies the diffusion of water molecules (constrained by their environment), enabling us to infer a number of microstructure parameters, such as the arrangement of nerve fibers, the different tissues making them up and their properties (axon diameter, proportion of neuronal cell bodies, etc.). Additionally, dMRI combined with white matter tractography techniques is a highly promising method for assessing the trajectories of nerve fibers in the brain. More specifically, tractography (illustrated in figure 1) utilizes the directionality of diffusion of water molecules in brain tissue to estimate neuronal fiber orientation [D. Jones, 2010]. This process is known as fiber tracking or fiber tractography, and the resulting collection of white matter pathways is referred to as tractograms [Mori and Van Zijl, 2002]. These approaches have the remarkable capability to delineate white matter fiber pathways, offering unprecedented insights into the structural connections within the human brain. They hold enormous potential for studying brain anatomy, development, and function [Jeurissen et al., 2019a]. Furthermore, tractography has demonstrated its substantial worth in the field of neurosurgery, playing a pivotal role in surgical planning, particularly in the preservation of critical white matter pathways during brain resections [Mancini et al., 2019].

Despite advancements in dMRI acquisition and tracking methods, white matter fiber tractography continues to grapple with certain limitations. Recent studies reported the existence of a significant number of connections that remain undetected by tractography, resulting in false negatives [D. B. Aydogan et al., 2018]. This issue poses a critical challenge, particularly in applications like surgical planning. Furthermore, the outcomes of other studies indicate that state-of-the-art tractography algorithms produce substantial numbers of false positives as well [K. Maier-Hein et al., 2017b]. This drawback hampers the accurate exploration of network properties within the brain’s connectome [Zalesky et al., 2016].

Despite this, such tractography approaches remain limited for a variety of reasons. Firstly, most of the studies use a simple diffusion model such as diffusion tensor imaging (DTI) , which cannot estimate fibers with different orientation in one voxel in complex areas. Moreover, the interpretation of changes in the measured diffusion tensor is complex and should be performed with care. Furthermore, the estimation of cerebral fibers (tractography [8], illustrated in figure 1) is not yet reliable. Studies have shown that the most advanced tractography algorithms tend to generate a large number of fiber bundles, resulting in a high false-positive rate. In this thesis, our aim was to propose innovative methods for improving fiber estimation.

To overpass that, new approaches have been proposed that include anatomical a priori to guide the algorithms in complex regions. In the Empenn team, we recently developed methods for creating and combining anatomical a priori using Riemannian geometry, applicable to any orientation distribution function (ODF)-based tractography algorithms.

Mission confiée

This PhD will focus on two major subjects:

- Improving the atlas creation using multi-atlasing in order to take into account the tractogram variability 

- Improving a priori estimation using microstructural features to guide tractography, proposed during the PhD thesis of Thomas Durantel, by taking into account the variability of track orientation and the TOD estimation.

- Incorporation of anatomical a priori - fiber bundle atlas, microstructural information from relaxometry or diffusion imaging along known, manually delineated fibers - and data to help tractography and avoid false positives.

Principales activités

The proposed method will be based on the track orientation distribution (TOD) [Dhollander et al., 2014] from an atlas of segmented fiber bundles and incorporates it during the tracking process, using a Riemannian framework. The developed approach will be tested on a cohort of patients suffering from depression, with the aim of better estimating the microstructure and thus better understanding the neuronal modifications caused by this disease.

Compétences

We look for candidates strongly motivated by challenging research topics in neuroimaging. The applicant should present a good background in applied mathematics. Basic knowledge in image processing would be a plus. Good knowledge of computer science aspects is also mandatory, especially in Python and C++.

Avantages

Restauration subventionnée Transports publics remboursés partiellement Possibilité de télétravail à hauteur de 90 jours annuels Prise en charge partielle du coût de la mutuelle

Rémunération

Salaire mensuel brut 2100€ les 2 premières années et 2200€ la troisième.



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    **Type de contrat **:CDD **Niveau de diplôme exigé **:Bac + 5 ou équivalent **Fonction **:Doctorant **A propos du centre ou de la direction fonctionnelle**: Le centre Inria Rennes - Bretagne Atlantique est un des huit centres d’Inria et compte plus d'une trentaine d’équipes de recherche. Le centre Inria est un acteur majeur et reconnu dans le...


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    Contexte et atouts du poste Magnetic resonance imaging (MRI) and in particular diffusion MRI (dMRI) provide detailed information about the macroscopic organisation of brain white matter (WM) fiber bundles (see Figure), with a method called fiber tractography. Complementary to the geometry of fibers, dMRI is also sensitive to the microscopic tissue...


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    **Type de contrat **:CDD **Niveau de diplôme exigé **:Bac + 5 ou équivalent **Fonction **:Doctorant **A propos du centre ou de la direction fonctionnelle**: Le centre Inria de l'Université de Rennes est un des neuf centres d’Inria et compte plus d'une trentaine d’équipes de recherche. Le centre Inria est un acteur majeur et reconnu dans le...


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    Le descriptif de l’offre ci-dessous est en Anglais_ **Type de contrat **:CDD **Niveau de diplôme exigé **:Bac + 5 ou équivalent **Fonction **:Doctorant **A propos du centre ou de la direction fonctionnelle**: The Inria Centre at Rennes University is one of Inria's nine centres and has more than thirty research teams. The Inria Centre is a major and...


  • Rennes, France Inria Temps plein

    Le descriptif de l’offre ci-dessous est en Anglais_ **Type de contrat **:CDD **Niveau de diplôme exigé **:Bac + 5 ou équivalent **Fonction **:Doctorant **A propos du centre ou de la direction fonctionnelle**: The Inria Centre at Rennes University is one of Inria's eight centres and has more than thirty research teams. The Inria Centre is a major and...


  • Rennes, France CNRS Temps plein

    Cette offre est disponible dans les langues suivantes: - Français - Anglais Date Limite Candidature : lundi 27 mai 2024 **Informations générales**: **Intitulé de l'offre **:Doctorant / Doctorante en informatique (H/F)** Référence : UMR6074-ANNORG-006 Nombre de Postes : 1 Lieu de travail : RENNES Date de publication : lundi 6 mai 2024 Type de contrat...


  • Rennes, France Speedrh Temps plein

    Basé en région parisienne, Speed RH est un cabinet de recrutement de premier plan qui se consacre à la mise en relation des entreprises avec les professionnels talentueux qu’elles recherchent. Notre expertise s'ancre dans une connaissance approfondie des dynamiques du marché de l'emploi et dans l'écoute attentive des besoins spécifiques de chaque...


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    Le descriptif de l’offre ci-dessous est en Anglais_ **Type de contrat **:CDD **Niveau de diplôme exigé **:Bac + 5 ou équivalent **Fonction **:Doctorant **A propos du centre ou de la direction fonctionnelle**: The Inria Rennes - Bretagne Atlantique Centre is one of Inria's eight centres and has more than thirty research teams. The Inria Center is a...


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    Le descriptif de l’offre ci-dessous est en Anglais_ **Type de contrat **:CDD **Niveau de diplôme exigé **:Bac + 5 ou équivalent **Autre diplôme apprécié **:Computer Science, Neuroscience, Math, Statistic **Fonction **:Doctorant **A propos du centre ou de la direction fonctionnelle**: The Inria Rennes - Bretagne Atlantique Centre is one of...


  • Rennes, France CNRS Temps plein

    Cette offre est disponible dans les langues suivantes: Date Limite Candidature : lundi 31 juillet 2023 **Informations générales**: **Intitulé de l'offre **:Doctorant en Physique Appliquée à l'Environement (H/F)** Référence : UMR6118-JORHEY-006 Nombre de Postes : 1 Lieu de travail : RENNES Date de publication : lundi 10 juillet 2023 Type de contrat :...


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    Le descriptif de l’offre ci-dessous est en Anglais_ **Type de contrat **:CDD **Niveau de diplôme exigé **:Bac + 5 ou équivalent **Fonction **:Doctorant **Niveau d'expérience souhaité **:De 3 à 5 ans **A propos du centre ou de la direction fonctionnelle**: The Inria Centre at Rennes University is one of Inria's nine centres and has more than...


  • Rennes, France U.S. Embassy & Consulates in France Temps plein

    **Duties**: The position serves as the primary point of contact for Mission France for promotion of U.S. economic and commercial diplomacy across American Presence post (APP) Rennes' area of responsibility. The position is responsible for monitoring, analyzing and contributing to reports on regional political developments. In addition, job holder fulfills...


  • Rennes, France U.S. Embassy & Consulates in France Temps plein

    **Duties**: The position serves as the primary point of contact for Mission France for promotion of U.S. economic and commercial diplomacy across American Presence post (APP) Rennes' area of responsibility. The position is responsible for monitoring, analyzing and contributing to reports on regional political developments. In addition, job holder fulfills...


  • Rennes, France SEC Life Sciences Temps plein

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