DGIST, 무선 뇌신경 신호 기록기 개발…파킨슨병 등 난치성 뇌질환 치료 길 열려

바이오메디컬 분야 최고 학술지 'Nature Biomedical Engineering' 게재

왼쪽부터 DGIST 장경인 교수, 오세혁 DGIST 박사과정생, 제갈장환 DGIST 석박사통합과정생, 이영전 한국생명공학연구원 책임연구원, 원진영 한국생명공학연구원 박사후연수연구원. DGIST 제공.

대구경북과학기술원(DGIST) 로봇및기계전자공학과 장경인 교수팀은 한국생명공학연구원 이영전 책임연구원팀과 공동 연구를 통해 '완전 매립형 무선 뇌신경 신호 기록기' 개발에 성공했다고 19일 밝혔다.

이 기술은 파킨슨병이나 알츠하이머병 같은 난치성 및 퇴행성 뇌 질환 치료를 위한 전자약 기술의 전임상 시험에도 활용될 수 있어 이목이 집중되고 있다.

이번에 개발된 기술은 배터리 없이 무선 전력 전송과 통신을 통해 영장류의 본능적 행동에서 발생하는 뇌신경 신호를 실시간으로 기록할 수 있다. 연구팀은 이 무선 뇌신경 기록기를 비인간 영장류인 실험용 원숭이의 뇌에 이식해 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 필요한 한계가 있었다. 하지만 장경인 교수팀은 배터리나 유선 연결 없이 무선 전력 전송과 통신을 통해 비인간 영장류의 자연스러운 행동을 방해하지 않고 뇌신경 신호를 은밀하게 측정할 수 있는 세계 최초의 무선 뇌신경 신호 기록기를 개발한 것이다.

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 말했다.

한편, DGIST 장경인 교수팀(오세혁 박사과정생, 제갈장환 석박사통합과정생)과 한국생명공학연구원 이영전 책임연구원팀(원진영 박사후연수연구원)이 공동으로 참여한 이번 연구는 과학기술정보통신부 산하 한국연구재단의 STEAM 연구사업(글로벌 융합 연구 지원)과 나노 및 소재기술 개발사업으로 수행됐다. 연구 결과는 바이오메디컬 분야 최고 권위의 국제 학술지인 'Nature Biomedical Engineering' 11월 호에 게재됐다.