[인터뷰] ‘뇌비게이션’ 구현한 이진형 교수 “10년 내 치매 정복”

디지털 트윈 기술로 뇌 내 활동 예측
“뉴로매치, 치료 근본인 진단 도와”
뇌전증·치매·자폐 등 진단·치료 솔루션 개발

이진형 스탠퍼드대학교 신경학 부교수가 14일 서울 코엑스에서 열린 메디컬 코리아 2024에서 AI를 통한 뇌 질환 극복 방안에 대해 발표하고 있다. ⓒ한국보건산업진흥원

“지금까지 뇌질환 치료는 환자에게 발현된 현상을 가지고만 진행됐다면 ‘뉴로매치(NeuroMatch)’는 디지털 트윈을 통해 뇌 속 내비게이션을 작동해 환자별 정확한 진단은 물론 치료의 성패도 즉각적으로 확인 가능하게 한다”

15년의 연구 끝에 이른바 ‘뇌비게이션’이라고 할 수 있는 인공지능(AI) 뇌질환 진단 솔루션 뉴로매치를 개발한 이진형 스탠퍼드대학교 신경학 부교수는 해당 솔루션을 통해 향후 10년 내 인간이 정복하지 못했던 치매(알츠하이머), 자폐증 등 일부 뇌질환을 극복해 나갈 수 있을 것이라고 전망했다.

전자공학자가 뇌를 만나면…“현상이 아닌 시스템으로 접근”

이 교수는 14일 서울 코엑스에서 열린 ‘메디컬 코리아(MedicalKorea) 2024’ 현장 인터뷰에서 뉴로매치의 개발 여정에 대해 풀어냈다. 전자공학도였던 이 교수는 그간 의학계가 뇌 질환 극복을 위해 시도했던 여러 접근법과는 조금 다른 행보를 보였다.

그는 “보통 의학계에서 어떤 질환을 치료할 때는 가설을 세우고 그 가설이 맞는지 틀린지를 임상을 통해 확인한다”며 “전자공학도로서 뇌는 여러 전자 회로를 가진 시스템이라고 생각했고, 가설로 접근하는 것이 아닌 시스템엔지니어링 차원에서 뇌 질환 치료 방법을 모색했다”고 설명했다.

이어 “오랜 기간 의학계가 뇌 질환 극복을 위해 많은 도전을 했지만 대부분 실패로 끝났다”며 “우리는 그 이유가 치료의 첫 단계인 진단이 정확하지 않았다고 판단하고 의료진이 환자의 뇌 기능 상태를 정확히 진단할 수 있게 만들어야 한다는 점에 집중했다”고 덧붙였다.

‘뇌 기능을 정확히 진단한다’는 목표 아래 개발된 뉴로매치는 인공지능(AI)과 디지털 트윈 기술을 통해 환자의 뇌를 수치화, 시각화하는데 성공했다. 환자의 뇌 신호를 직관적이고 실용적인 파동과 3D·4D 형태로 변환해 의료진으로 하여금 뇌의 어떤 부분에 기능적 문제가 있는지 확인할 수 있게 한다.

제약계 ‘죽음의 계곡’이었던 치매 정복도 너끈 “맞춤 치료 솔루션 개발도”

뉴로매치(NeuroMatch) 시각화 설명 이미지 ⓒLVIS 홈페이지 캡처

뉴로매치는 현재 ▲뇌전증 ▲치매(알츠하이머) ▲수면 ▲파킨슨병 ▲자폐 등 총 5개 뇌 질환 정복을 목표로 하고 있다. 뇌전 진단 솔루션은 지난해 개발 완료 후 올해 상용화를 준비 중이며 나머지 4개 질환에 대한 진단 솔루션 역시 개발 막바지 단계에 있어 향후 10년 내 상용화 단계에 진입한다는 계획이다.

치료 솔루션도 개발 중이다. 이 교수는 “정확한 진단이 가능하면 각 질환별, 환자별 맞춤 치료 솔루션 역시 개발할 수 있다”며 “특히 뉴로매치를 통해 치료제 후보물질이 환자의 뇌에서 어떻게 기능하는지 실시간으로 확인이 가능하기 때문에 치료제 개발에 투입되는 시간 역시 크게 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다.

현재 이 교수는 치매에 대한 치료제를 진단 솔루션과 함께 개발 중이다. 이 교수는 “치매는 대부분의 환자들에게서 비슷한 양상을 보이기 때문에 하나의 약물을 통해 많은 사람들에게 효과를 볼 수 있어 치료제를 개발 중”이라며 “뇌전증 등 질환의 경우 각 환자별로 양상이 많이 다르게 나타나기 때문에 이에 대한 치료 솔루션은 환자마다 여러 선택지를 제공해야 할 것으로 예상한다”고 설명했다.