두개골 열지 않고 주사기로 뇌신경 센서 설치

연구결과가 소개된 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼즈' 8월호 표지. 작은 구멍을 통해 뇌에 임플란트를 설치하는 모습이 담겼다. Advanced Materials 제공

뇌 질환 진단·치료를 위해 뇌에 임플란트를 설치하는 경우 두개골을 절개하거나 깎아내는 등 수술 과정에서 위험이 크다. 국내 연구팀이 작은 바늘구멍을 통해 주사기로 뇌신경 임플란트 센서를 설치할 수 있는 기술을 개발해 중증 뇌 질환 진단 치료의 혁신이 기대된다.

연세대는 안종현 전기전자공학과 교수팀이 정천기 서울대 의대 교수팀, 양성구 인천대 생명공학부 교수팀과 공동 연구를 통해 기존 뇌수술 위험을 줄일 수 있는 주사기형 뇌신경 임플란트 센서 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 연구결과는 지난 5월 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼즈'에 공개되고 8월 표지 논문으로 선정됐다.

연구팀은 2차원 물질인 그래핀, 이황화몰리브덴(MoS2) 기반으로 탄성 있는 뇌신경 임플란트 센서를 개발하고 지름 2mm의 미세한 구멍을 통해 주사기로 주입할 수 있도록 했다. 수축했던 센서는 대뇌피질 표면에 도달한 후 복원되며 6~12mm 크기로 확장해 뇌를 모니터링한다.

연구팀이 개발한 센서는 동물 실험에서 뇌피질전도신호(ECoG)를 감지하고 뇌압, 뇌 온도 등 다양한 생체 신호를 동시에 모니터링하는 데 성공했다. 향후 뇌전증, 파킨슨병 등 중증 뇌 질환을 조기에 감지하고 수술 예후를 지켜볼 때 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

안 교수는 "기존 개두술을 통한 센서 삽입 위험성을 최소화해 다양한 뇌 질환의 진단과 치료뿐 아니라 안전한 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)로도 기능할 것으로 기대한다"고 전했다.

<참고 자료>
- doi.org/doi/10.1002/adma.202400261

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]