뇌 깊숙이 있는 ‘신경세포 신호 측정’ 가능한 ‘뇌 탐침’ 개발

생체 내 녹는 물질 활용해 ‘뇌 탐침’ 안전하게 이식

뇌 깊숙이 넓은 영역에서 신경세포 신호를 측정할 수 있는 ‘시한성 운송체 기반 초 미세 그물망 구조의 뇌 탐침’이 개발됐다.

아주대 뇌과학교실 이은정·기계공학과 강대식 교수팀이 생체 내 녹는 물질을 활용해 뇌심부에 이식 가능한 뇌 탐침을 개발했다고 8월 14일 밝혔다.

연구팀은 온도의 변화에 따라 단단함(차가운 온도)과 유연함(따뜻한 온도)이 변화하는 시한성(일정 기간만 사용) 물질을 뇌 탐침에 코팅해 운송체로 활용했다.

이식 전에는 단단함을 유지하지만, 뇌 심부에 이식하는 과정에서 체온으로 온도가 따뜻해지면서 상태가 유연해지는 원리다. 이 물질은 단단함과 유연함이 약 1078배 차이가 난다.

그 결과, 뇌세포와 유연한 뇌 탐침 간 생기는 문제를 감소시키고, 운송체 역할을 한 코팅 물질은 따뜻한 온도에 녹아 사라져 운송체 철수 과정에서 발생하는 문제를 없앴다.  

강대식 교수는 “기존의 문제를 해결하고, 뇌 심부 넓은 영역의 신경세포 활동을 분석할 수 있는 기반을 마련했다”고 말했다.

이은정 교수는 “뇌심부의 신경세포 신호 측정을 통해 뇌기능 및 뇌질환에 관한 보다 많은 정보를 얻음으로써 뇌질환 치료에 한 발 더 나가길 기대한다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 주관 개인기초연구지원사업 우수신진연구·중견연구·집단연구사업 기초연구실과 교육부 주관 학문후속세대사업 박사후 국내연수, 환경부 주관 환경보건 디지털 조사 기반 구축 기술개발사업 지원으로 수행됐다.

연구 결과는 7월 전자공학 분야 최상위 국제 학술지 ‘npj Flexible Electronics(IF 12.3)’에 온라인 게재됐으며, 이번 연구에는 아주대학교 기계공학과 노연욱 박사, 김형석·김은아·지경빈 대학원생이 제1저자로 참여했다.