26일 KAIST에 따르면 전기·전자공학부 정재웅 교수 연구팀은 연세대 의대 김정훈 교수팀과 `뇌 완전 이식형 무선 광유전학 기기`를 개발했다. 연구팀은 배터리의 무선 충전과 장치의 무선 제어를 가능하게 만드는 무선 회로를 개발해 마이크로 LED 기반의 탐침과 결합했다. 이를 통해 동물이 자유롭게 움직이는 상태에서도 배터리의 무선 충전이 가능하고 스마트폰 앱 조작을 통해 이식된 장치를 정교하게 제어할 수 있도록 했다. 생체 이식 뒤 배터리 교환을 위한 추가 수술이 필요 없고, 장치의 지속적 사용도 가능하다.

또 금속이나 플라스틱 등 딱딱한 소재로 제작된 기존 이식용 장치는 생체 조직 손상 또는 염증 등의 부작용을 일으킬 수 있지만, 연구팀이 개발한 장치에는 부드러운 생체 적합성 소재가 활용됐다.

연구진은 이렇게 개발한 뇌 이식용 장치를 동물 실험을 통해 검증했다. LED 탐침이 쥐의 뇌에 삽입된 상태에서 두피 안으로 완전히 이식된 장치의 배터리가 반복적으로 무선 충전되는 것을 확인했다. 또 무선 장치를 사용해 코카인 중독 행동 제어 실험을 진행한 결과, 쥐 뇌의 특정 부위에 빛을 전달해 코카인에 의한 행동 민감화를 억제하는 데에도 성공했다.

이는 광유전학을 활용한 중독 행동 제어 가능성을 보여주는 것으로, 뇌 기능 연구뿐만 아니라 중독과 같은 정신질환 또는 퇴행성 뇌 질환의 치료에 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

정재웅 교수는 "뇌 이식용 기기뿐 아니라 인공 심박동기, 위 자극기 등 다양한 생체 이식용 기기에 범용적으로 적용될 수 있을 것"이라고 밝혔다.장진웅 기자

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