Implantes cerebrais conformais de um camada, malha aberta e pura baseados em PEDOT:PSS totalmente compatíveis com MRI

Compreender a função cerebral é essencial para avançar nossa compreensão da cognição humana, comportamento e distúrbios neurológicos. A ressonância magnética (MRI) se destaca como uma ferramenta poderosa para explorar a função cerebral, fornecendo insights detalhados sobre sua estrutura e fisiologia. A combinação da tecnologia MRI com sistemas de registro eletrofisiológico pode aprimorar a compreensão da funcionalidade cerebral através de efeitos sinérgicos. No entanto, a integração de implantes neurais com a tecnologia MRI apresenta desafios devido à sua forte energia eletromagnética (EM) durante os exames de MRI. Portanto, implantes neurais compatíveis com MRI devem facilitar a investigação detalhada das atividades neurais e das funções cerebrais em tempo real, em alta resolução, sem comprometer a segurança do paciente e a qualidade da imagem. Aqui, introduzimos a interface neural aberta em malha pura de camada única de PEDOT:PSS totalmente compatível com MRI. Esta abordagem aborda os desafios encontrados ao usar eletrodos tradicionais à base de metal no ambiente de MRI, como calor induzido ou artefatos de imagem. O PEDOT:PSS possui uma propriedade diamagnética com menor condutividade elétrica e susceptibilidade magnética negativa semelhante aos tecidos humanos. Além disso, ao adotar a estrutura otimizada em malha aberta, as correntes induzidas geradas pela energia EM são significativamente diminuídas, levando a uma compatibilidade otimizada com MRI. Através de simulações e experimentos, nossos eletrodos em malha aberta baseados em PEDOT:PSS mostraram desempenho aprimorado na redução da geração de calor e na eliminação de artefatos de imagem em um ambiente de MRI. A capacidade de registro eletrofisiológico também foi validada ao medir o potencial de campo local (LFP) do córtex somatossensorial com um experimento in vivo. O desenvolvimento de implantes neurais com compatibilidade máxima com MRI indica a possibilidade de ferramentas potenciais para diagnósticos neurais futuros.