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[IT뉴스]뇌 연구에 자유를…무선 뇌신경 신호 기록기 개발

온카뱅크관리자

2024-11-19 11:44:16

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 대구경북과학기술원 
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 <img alt="비인간 영장류에 이식된 후 무선으로 구동되는 뇌신경 신호 기록기. 대구경북과학기술원(DGIST) 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/19/dongascience/20241119114423150evms.png" data-org-width="568" dmcf-mid="Yrh9RZwMtT" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/19/dongascience/20241119114423150evms.png" width="658">
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 비인간 영장류에 이식된 후 무선으로 구동되는 뇌신경 신호 기록기. 대구경북과학기술원(DGIST) 제공
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 국내 연구진이 배터리나 유선 연결 없이 뇌신경 신호를 기록할 수 있는 무선 뇌신경 신호 기록기를 개발했다.
 대구경북과학기술원(DGIST)은 장경인 로봇및기계전자공학과 교수 연구팀이 이영전 한국생명공학연구원 책임연구원 연구팀과 공동연구를 통해 ‘완전 매립형 무선 뇌신경 신호 기록기’ 개발에 성공했다고 19일 밝혔다.
 이번에 개발된 기술은 무선 전력 전송과 통신으로 영장류의 본능적 행동에서 발생하는 뇌신경 신호를 실시간으로 기록할 수 있다. 연구팀은 이 무선 뇌신경 기록기를 비인간 영장류인 실험용 원숭이의 뇌에 이식하고 회복시킨 후 한 달 동안 자유롭게 움직이는 상태에서 사료나 간식을 섭취하는 행동 중 뇌신경 신호를 성공적으로 측정했다.
 기존 뇌신경 신호 기록기는 유선 연결로 인해 실험 공간에 제약이 있거나 배터리로 작동해 방전 시 배터리 교체를 위한 재수술이 필요했다. 
 연구팀은 뇌신경 기록기에 대해 한 번의 뇌신경 전극 삽입 수술로 지속적인 신경 신호 기록이 가능하도록 무선 전력 전송과 통신 기술을 적용했다. 인공지능(AI) 기반의 신경 신호 분석 기술도 함께 접목시켰다. 
 특히 뇌 심부 영역의 신경 신호를 정밀하게 측정할 수 있는 3차원 다공성 전극과 유연한 신경 탐침과 생분해성 삽입 셔틀을 통해 안전하게 뇌에 이식할 수 있는 기술을 포함하고 있다. 
 이 기술은 미국의 뉴럴링크와 스위스 로잔연방공대 등에 이어 한국에서 독자적으로 개발된 뇌신경 기록·제어 기술로 주목받는다. 뉴럴링크가 영장류가 생각만으로 게임을 하게 하고, 로잔연방공대가 하반신 마비 영장류를 걷게 한 것처럼 비인간 영장류 실험에서 뇌신경 기록과 제어가 가능하다고 연구팀은 설명했다.
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 <img alt="완전 매립형 무선 뇌신경 신호 기록기 개요도. DGIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/19/dongascience/20241119114424983gzuq.png" data-org-width="680" dmcf-mid="GTrqPYc6Yv" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/19/dongascience/20241119114424983gzuq.png" width="658">
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 완전 매립형 무선 뇌신경 신호 기록기 개요도. DGIST 제공
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 연구를 이끈 장경인 교수는 “비인간 영장류가 신경 신호 기록기 이식 여부를 자각하지 못할 정도로 자연스러운 상태에서 무선으로 뇌신경 신호를 측정할 수 있는 기술을 개발했다”며 “전임상 시험과 임상 시험에도 범용적으로 적용될 수 있도록 발전시켜, 현재 의공학 기술로는 치료가 어려운 파킨슨병, 알츠하이머병 등 다양한 난치성 뇌질환 치료 연구에 기여할 수 있기를 기대한다”고 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 바이오의학 엔지니어링’ 11월호에 게재됐다.
 &lt;참고 자료&gt;
 - doi.org/10.1038/s41551-024-01280-w
 [박정연 기자 hesse@donga.com]
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