한국과학기술원(KAIST)은 정재웅 전기전자공학부 교수 연구팀이 김정훈 연세대 의대 교수팀과 함께 뇌 완전 이식형 무선 광유전학 기기를 개발했다고 26일 밝혔다.
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기존 광유전학은 외부기기와 연결한 광섬유를 통해 신경세포에 빛을 전달하는 방법을 사용한다. 유선 방식은 동물의 자유로운 움직임을 제한한다는 점에서 복잡한 동물 실험을 수행하는데 한계가 있었다.
연구팀은 배터리 무선 충전과 기기의 무선 제어를 위한 무선 회로를 개발해 마이크로 LED 기반의 탐침과 결합했다. 이를 통해 동물이 자유롭게 움직이는 상태에서도 배터리 무선 충전이 가능하고, 스마트폰 앱을 통해 광자극을 무선으로 제어하는 무게 1.4그램의 뇌 완전이식형 기기를 만들었다. 또 생체 이식 후 주변 조직 손상을 방지하기 위해 기기를 부드러운 생체적합성 소재로 감싸 생체조직처럼 부드러운 형태로 만들었다.
정재웅 교수는 “장치는 몸속에 이식한 상태에서 무선 충전이 가능해 배터리를 교체하기 위한 추가 수술 없이 오랜 시간 사용할 수 있다”며 “뇌 이식용 기기뿐 아니라 인공 심박동기, 위 자극기 등 다양한 생체 이식용 기기에 범용으로 적용할 수 있을 것”이라고 했다.
연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 22일자에 게재됐다.