카이스트(KAIST) 전기및 전자공학부 이현주(사진) 교수 연구팀은 초소형화·초경량화 미세 초음파 소자를 통해 쥐의 뇌에 초음파 자극을 주는 기술을 구현했다고 11일 밝혔다.
아직 개발 초기 단계인 초음파 뇌 자극 기술은 아직까지 쥐를 고정하고 마취한 상태에서의 실험만 성공했다. 쥐 중량의 6배에 달하는 무거운 초음파 소자 때문이다.
연구팀은 이를 극복하기 위해 쥐 구조에 맞춰 무게 1g에 불과한 중심 주파수·크기·초점 거리·초음파 세기 보유 소자를 만들었다. 아울러 행동실험에 적합한 실험 장치도 제작하고 쥐의 뇌 운동 피질(motor cortex)을 자극해 앞발이 움직이는 운동 반응을 확인했다.
이와함께 승모근 근전도도 측정한 결과 초음파 강도를 높일수록 쥐 앞발이 더 자주 활동한다는 사실을 확인했다..
연구팀은 “소자가 쥐의 뇌 3∼4㎜ 깊이까지 초음파를 전달해 뇌 전체 크기의 25％ 영역을 자극할 수 있다”고 설명하고 “앞으로 자극 범위를 좁혀 소형 동물 뇌의 단일 영역에 적용할수 있도록 할 계획”이라고 말했다.
이 교수는 “머리를 고정하고 마취했던 그간의 동물실험 방식에서 벗어날 수 있게 됐다”면서 “현재는 초음파가 수면에 미치는 영향을 연구하고 있지만 파킨슨병, 치매, 우울증 등 여러 뇌 질환의 새로운 치료법 연구와 뇌 회로 규명에도 광범위하게 적용할 수 있을 것”이라고 전했다
김형국 석사가 주도하고 김성연 석사과정과 덴마크 공과대(DTU) 연구팀이 함께 한 논문은 ‘브레인 스티뮬레이션’(Brain Stimulation) 온라인 판에 실렸고 다음 달 출판될 예정이다.
대전=임정재 기자 jjim61@segye.com