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KAIST, 스마트폰으로 뇌 신경회로 무선 제어 기술 개발
KAIST, 스마트폰으로 뇌 신경회로 무선 제어 기술 개발
  • 교수신문
  • 승인 2019.08.19 09:38
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다양한 약물과 빛을 뇌에 전달해 기능 제어 가능

KAIST(총장 신성철) 전기및전자공학부 정재웅 교수와 미국 워싱턴대 마이클 브루카스 교수 공동 연구팀이 스마트폰 앱 조작을 통해 약물과 빛을 뇌 특정 부위에 전달함으로써 신경회로를 정교하게 조절할 수 있는 뇌 이식용 무선 기기를 개발했다. 이번 기술 개발을 통해 장기간의 동물 실험이 필요한 신약 개발뿐 아니라 치매, 파킨슨병 등 뇌 질환 치료에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

라자 콰지(Raza Qazi, 1저자), 김충연, 변상혁 연구원이 개발하고 워싱턴대 신경과학 연구원들이 공동으로 참여한 이번 연구는 의공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 6일 자 게재됐다.(Wireless optofluidic brain probes for chronic neuropharmacology and photostimulation)
광유전학과 신경약물학은 주변 신경회로에 영향을 주지 않고 목표로 하는 뉴런이나 신경회로만을 빛 또는 약물, 혹은 그 둘의 조합을 이용해 정교하게 제어할 수 있어 최근 뇌 연구 및 뇌 질병 치료 목적으로 주목받고 있다.


연구팀은 중합체(polymer) 미세유체관과 마이크로 LED를 결합해 머리카락 두께의 유연한 탐침을 만들고, 이를 소형 블루투스 기반 제어 회로와 교체 가능한 약물 카트리지와 결합했다. 이를 통해 스마트폰 앱을 통해 무선으로 마이크로 LED와 약물 전달을 제어할 수 있는 무게 2g의 뇌 이식용 기기를 구현했다. 특히 약물 카트리지는 필요할 때마다 새로운 약물 카트리지를 결합해 원하는 약물을 장기간에 걸쳐 뇌의 특정 부위에 반복 전달할 수 있도록 만들었다. 정 교수는 “빛과 약물을 이용한 신경회로 제어는 기존의 전기자극 방법보다 훨씬 더 정교해 부작용 없는 뇌 제어가 가능하다”고 말했다.
 


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