국내 연구진이 인터넷을 이용해서 뇌 신경회로를 원격제어할 수 있는 기술을 개발했다. 뇌질환 치료 뿐만 아니라 원격진료에도 활용될 수 있을 것으로 기대되는 기술로 주목받고 있다.

정재웅 카이스트 전기및전자공학부 교수팀은 미국 세인트루이스 워싱턴대, 콜로라도 볼더대 연구진과 함께 사물인터넷(IoT) 기반의 뇌신경회로 원격제어 시스템을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 의공학분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’에 실렸다.

고령화사회에 접어들면서 알츠하이머, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환을 앓는 환자들이 늘고 있다. 이에 따라 근본적인 뇌질환 치료법 개발을 위한 효과적인 뇌연구가 필요한 상황이지만 연구성과는 기대에 못 미치고 있다. 연구장비의 한계 때문이다. 실제로 기존 뇌과학 연구에 사용되던 장치 대부분은 유선방식이어서 실험동물들의 움직임이 자유롭지 못해 정확한 뇌 연구 결과를 얻기 어려웠다.

이에 연구팀은 사물인터넷 기술을 접목시켜 여러 개의 뇌 이식용 기기들을 인터넷으로 원격 제어하거나 예약된 스케줄에 따라 자동으로 작동되도록 하는 무선네트워크 시스템을 개발했다. 이를 통해 실험 동물들의 특정 뇌 회로를 원격 제어할 수 있게 했다.

연구팀은 ‘뉴럴 임플란트’라고 하는 자동원격제어 기능을 갖춘 무선장치가 이식된 수십 마리 쥐의 뇌 신경회로를 광유전학적 방법으로 완전 자동화된 뇌 실험이 가능하다는 것을 증명했다. 자동 제어실험으로 쥐의 먹이 섭취량, 활동량, 다른 쥐와의 사회적 상호작용 빈도를 조절하는데 성공해 다수 동물의 뇌 신경회로를 동시에 독립적으로 원격 제어할 수 있다는 것을 밝혀낸 것이다.

연구팀은 더 광범위한 적용을 위해 인공지능 기반 실시간 뇌파 원격 모니터링 기술을 개발해 이번 기술과 접목시키는 추가 연구를 계획하고 있다.

정재웅 카이스트 교수는 “이번에 개발된 기술은 다양한 퇴행성 뇌질환과 정신질환의 발병 메커니즘 규명과 치료법 개발은 물론 먼 거리에 있는 퇴행성 뇌질환과 정신질환 등을 앓는 환자들이 병원을 방문하지 않고 치료받을 수 있는 원격의료 구현에도 적용될 수 있을 것”이라고 설명했다.