국내 연구진이 한국에 있는 실험동물의 뇌 이식 장치를 미국에서 인터넷으로 실시간 조작할 수 있는 기술을 개발했다. 약물을 주입하거나 빛으로 특정 신경세포를 자극하는 기능을 원격으로 제어할 수 있어 장기간 뇌 연구에 활용될 전망이다.
정재웅 카이스트 전기및전자공학부 교수 연구진은 김화영 연세대 의과대학 교수 연구진과 공동으로 사물인터넷(IoT) 기반 무선 뉴럴 임플란트를 개발했다고 27일 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 지난 7월 게재됐다.
기존 뇌 신경 연구에서는 실험동물과 장비를 선으로 연결하거나 연구자가 가까운 거리에서 무선 장치를 직접 조작해야 하는 경우가 많았다. 연구진은 장치를 인터넷에 연결해 장소와 거리에 관계없이 약물 투여와 빛 자극을 제어하거나, 정해진 시간에 자동으로 작동하도록 했다.
장치는 각설탕 정도 크기로, 약물을 원하는 뇌 부위에 전달하는 미세유체 시스템과 특정 신경세포를 자극하는 마이크로 발광다이오드(LED)를 함께 탑재했다. 약물 저장소는 자석을 이용해 교체할 수 있어 재수술 없이 약물을 보충할 수 있도록 설계됐다.
연구진은 쥐에 장치를 이식해 4주간 성능을 시험했다. 이 과정에서 미국 시카고의 연구자가 대전에 있는 장치를 인터넷으로 원격 조작하는 데 성공했다.
또 쥐의 뇌에 코카인을 투여하는 동시에 특정 신경세포에 빛 자극을 가해 중독 관련 행동 반응이 억제되는 것을 확인했다. 연구진은 이를 통해 약물 전달과 광자극을 결합한 뇌 회로 연구 가능성을 확인했다고 설명했다.
정재웅 교수는 "이번 기술은 빛과 약물을 이용한 무선 뇌 이식 장치를 근거리 조작 도구에서 장기간·반복적·원격 실험이 가능한 IoT 뇌 공학 플랫폼으로 확장했다는 데 의미가 있다"며 "장기적으로는 뇌 질환의 진단과 치료를 위한 지능형 이식형 의료기기 개발에 응용될 것으로 기대한다"고 말했다.
참고 자료
Science Advances(2026), DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.aee8648