국내 연구진이 서로 다른 적외선 파장으로 원하는 뇌회로만을 선택적으로 자극할 수 있는 초경량 무선 신경조절 플랫폼을 개발했다.
한국연구재단은 신효근 경북대 교수 연구팀이 특정 적외선 파장에 선택적으로 반응하는 광트랜지스터를 이용, 복잡한 무선통신(블루투스 등) 없이 원하는 뇌회로를 선택적으로 자극할 수 있는 플랫폼을 개발했다고 10일 밝혔다.
연구성과는 국제학술지 ‘마이크로시스템즈 앤드 나노엔지니어링'에 온라인으로 공개됐다.
연구팀은 서로 다른 적외선 파장(810nm, 950nm)에 선택적으로 반응하는 광트랜지스터와 광학 필터를 적용해 하나의 실험 환경에서도 원하는 자극만 독립적으로 제어할 수 있음을 입증헀다. 또 자극 시스템 무게도 0.5g 이하의 초경량 구조로 구현했다.
연구팀은 적외선 조사 시 장시간 구동에도 온도 상승이 거의 발생하지 않는다는 사실도 확인했다.
자유롭게 움직이는 생쥐를 대상으로 한 행동실험에서는 장치 착용과 적외선 조사 모두 이동거리와 운동속도에 유의한 영향을 미치지 않아 자연스러운 행동을 유지했다.
운동피질(M2)에 실제 신경자극을 수행한 결과, 경두개 직류자극과 심부뇌자극 모두에서 뚜렷한 회전 행동을 유도했다. 자극 위치와 자극 방식에 따라 서로 다른 행동 변화를 구현, 개발된 시스템의 선택적 신경조절 성능을 입증했다.
신효근 교수는 향후 다양한 신경계 질환 연구와 차세대 무선 신경조절 및 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술 개발에 폭넓게 활용될 것"으로 기대했다.
