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[IT뉴스]언제 어디서나 '뇌 장치' 원격 조정한다

온카뱅크관리자

2026-08-27 17:17:26

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 카이스트·연세대 공동연구팀, 사물인터넷(IoT) 기반 무선 뇌 이식 장치 개발 뇌 이식 장치를 인터넷에 연결, 실시간 약물 투여·빛으로 특정 신경세포 조절 
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 <img alt="카이스트·연세대 공동연구팀이 약물 전달, 빛 자극, 무선 통신, 인터넷 원격 제어 기능을 하나로 통합한 사물인터넷 기반 무선 뇌 이식 장치를 개발했다. 카이스트 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/27/daejonilbo/20260827170852051dkxh.jpg" data-org-width="993" dmcf-mid="Gn3bwzcnDd" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/27/daejonilbo/20260827170852051dkxh.jpg" width="658">
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 카이스트·연세대 공동연구팀이 약물 전달, 빛 자극, 무선 통신, 인터넷 원격 제어 기능을 하나로 통합한 사물인터넷 기반 무선 뇌 이식 장치를 개발했다. 카이스트 제공
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 국내 연구진이 세계 어디서든 약물을 전달하고 빛으로 뇌 신경세포를 정밀하게 조절하는 사물인터넷(IoT) 기반 무선 뇌 이식 장치를 개발했다. 뇌 질환의 진단과 치료를 위한 지능형 이식형 의료기기 개발에 응용될 것으로 기대를 모은다.
 카이스트(총장 배충식)는 전기및전자공학부 정재웅 교수 연구팀이 연세대(총장 윤동섭) 의과대학 김화영 교수 연구팀과 공동으로 약물 전달, 빛 자극, 무선 통신, 인터넷 원격 제어 기능을 하나로 통합한 사물인터넷 기반 무선 뇌 이식 장치를 개발했다고 27일 밝혔다.
 그동안은 실험동물에서 뇌 신경을 자극하거나 약물을 주입하기 위해 복잡한 선이 연결된 장비를 사용하는 경우가 많아 동물의 자연스러운 움직임을 관찰하는 데 한계가 있었다. 또 무선 장치 역시 연구자가 가까운 곳에서 직접 조작해야 하는 등 거리와 실험 환경의 제약이 있었다.
 정재웅·김화영 교수 연구팀은 이런 한계를 해결하기 위해 뇌 이식 장치를 인터넷에 연결했다.
 무선 뇌 이식 장치는 내부에 뇌의 원하는 부위에 약물을 정밀하게 전달하는 미세 유체 시스템과 특정 신경세포를 빛으로 조절하는 마이크로 발광다이오드(Micro LED)가 함께 탑재됐다. 약물과 빛을 각각 따로 조절할 수도 있고, 두 기능을 연계해 사용할 수도 있다.
 특히 약물 저장소는 자석으로 쉽게 떼었다 붙일 수 있다. 약물이 떨어져도 장치를 다시 이식하는 수술 없이 저장소를 교체하거나 약물을 보충할 수 있어 장기간 반복 실험이 가능하다.
 이에 따라 연구자가 실험실에 직접 가지 않아도 인터넷을 통해 실시간으로 약물을 투여하거나 빛을 쬐어 특정 뇌 신경세포를 조절할 수 있다. 미리 작동 시간을 설정하면 자동으로 작동한다.
 이 장치는 각설탕 정도의 작은 크기여서 동물의 움직임을 크게 방해하지 않는다. 연구자가 실험동물 가까이에서 반복적으로 장비를 조작할 필요도 없어 사람의 존재로 인한 스트레스가 동물의 행동과 실험 결과에 영향을 미치는 것을 줄일 수 있다.
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 <img alt="사물인터넷 기반 무선 뇌 이식 장치를 개발한 카이스트 정은영 박사과정, 카이스트 정재웅 교수, 연세대 의대 김화영 교수, 연세대 의대 박종우 박사과정(왼쪽부터). 카이스트 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/27/daejonilbo/20260827170853539gbuh.jpg" data-org-width="1024" dmcf-mid="3mq8hVsAI8" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/27/daejonilbo/20260827170853539gbuh.jpg" width="658">
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 사물인터넷 기반 무선 뇌 이식 장치를 개발한 카이스트 정은영 박사과정, 카이스트 정재웅 교수, 연세대 의대 김화영 교수, 연세대 의대 박종우 박사과정(왼쪽부터). 카이스트 제공
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 연구팀은 실제 쥐에 장치를 이식해 4주 동안 성능을 검증했다. 특히 미국 시카고에 있는 연구자가 인터넷을 통해 한국 대전에 있는 뇌 장치를 실시간으로 원격 조작하는 데 성공, 국가 간 거리에서도 안정적으로 작동할 수 있음을 입증했다.
 또 연구팀은 무선으로 쥐의 뇌에 코카인을 투여하고 동시에 특정 신경세포에 빛 자극을 가하는 실험을 진행했다. 그 결과 중독과 관련된 행동 반응을 억제할 수 있음을 확인해 약물 전달과 빛 자극을 결합한 뇌 회로 연구 가능성도 보여줬다.
 이 장치를 사용하면 연구자가 실험동물 옆에서 직접 장비를 조작해야 했던 기존 방식에서 벗어나, 동물이 자유롭게 행동하는 환경에서 장기간 뇌 회로와 행동의 관계를 연구할 수 있다는 점에서 의미가 있다.
 김화영 연세대 교수는 "동물이 자유롭게 행동하는 환경에서 특정 뇌 회로를 장기간 정밀하게 조절할 수 있게 됐다"며 "향후 중독, 우울증, 퇴행성 뇌 질환 등 다양한 질환 모델에서 뇌 회로와 행동 사이의 인과관계를 규명하는 데 중요한 연구 도구로 활용될 것"이라고 말했다.
 정재웅 카이스트 교수는 "이 장치는 빛과 약물을 이용한 무선 뇌 이식 장치를 단순한 근거리 조작 도구에서 장기간·반복적·원격 실험이 가능한 사물인터넷 뇌공학 플랫폼으로 확장했다는 데 의미가 있다"며 "장기적으로는 뇌 질환의 진단과 치료를 위한 지능형 이식형 의료기기 개발에 응용될 것으로 기대한다"고 밝혔다.
 이 연구는 카이스트 전기및전자공학부 정은영 박사과정과 연세대 의대 박종우 박사과정 연구원이 공동 제1저자로 참여했으며, 연구 결과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스' 7월29일 자에 게재됐다.
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