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장기간 삽입해도 거부 반응 없는 뇌파 측정 장치 개발

최종수정 2021.06.21 13:00 기사입력 2021.06.21 13:00

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KAIST, 하이드로젤 기반 유연성 뇌-기계 인터페이스 개발
박성준 교수 연구팀, MIT와 공동연구로 장기적으로 뇌에 삽입 가능한 장치 만들어
알츠하이머병, 파킨슨병 등 장기 진행성 뇌 질환 연구가 가능해질 것으로 기대

장기간 삽입해도 거부 반응 없는 뇌파 측정 장치 개발
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[아시아경제 김봉수 기자] 장기간 사용해도 거부 반응 등 부작용이 없는 뇌파 측정 장치가 개발됐다. 알츠하이머병, 파킨슨병 등 초장기간 관찰이 필요한 뇌 신경 질환 연구가 더욱 발전할 전망이다.


한국과학기술원(KAIST)은 바이오및뇌공학과 박성준 교수 연구팀이 메사추세츠공과대학 폴리나 아니키바 교수 등과 함께 하이드로젤 기반의 유연성 뇌-기계 인터페이스를 개발하는 데 성공했다고 21일 밝혔다.

연구팀은 다기능성 섬유 다발을 하이드로젤(물+젤리의 합성어, 반고체 상태의 물질)에 집어 넣는 방법을 통해 '뇌 모사형 신경 인터페이스'를 제작했다. 빛으로 특정 신경세포종만을 자극할 수 있는 광유전학 기술을 적용하기 위한 광섬유, 뇌에서 신호를 읽을 수 있는 전극 다발, 약물을 뇌 속으로 전달할 수 있는 미세 유체 채널까지 들어 있다.


이 인터페이스는 하이드로젤 몸체를 건조시킨 상태에서는 단단한 성질이 고분자와 유사해 몸체에 삽입하기가 쉽다. 몸에 들어가면 체내의 수분을 빠르게 흡수해 부드럽고 수분이 풍부한 주변 조직과 유사한 상태가 되므로 이물 반응을 최소화할 수 있다.


연구팀은 이 장치를 동물 모델에 직접 적용해 삽입 후 6개월까지도 뇌 신호를 측정하는 데 성공했다. 자유롭게 움직이는 쥐를 대상으로 초장기간 광유전학 실험, 행동 실험 등도 진행했다. 기존 뇌파 인터페이스와 달리 이물 반응에 의한 아교세포 및 면역세포의 발현이 현저히 적었기 때문이다.

박성준 교수는 "이번 연구는 최초로 하이드로젤을 다기능 신경 인터페이스의 구성물질로 사용해 그 수명을 대폭 상승시켰다는 데에 의의가 있다"면서 "앞으로 알츠하이머병, 파킨슨병 등 초장기간 관찰이 필요한 뇌 신경 질환 연구가 더욱 발전할 수 있을 것으로 기대된다"라고 말했다.


김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr
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