"고혈압, 이제 약대신 뇌 신호로 조절 가능"…디지털 트윈 첫 적용

POSTECH, 맞춤 신경자극 과정 설계...환자 상태 실시간 모니터링

(지디넷코리아=박희범 기자)국내 연구진이 디지털 트윈을 이용해 뇌의 심혈관 조절 원리를 규명하고, 고혈압 치료 가능성을 처음 제시했다.

POSTECH(포항공과대학교)은 IT융합공학과 박성민 교수 및 지호 박사(현 삼성리서치) 연구팀이혈압을 조절하는 뇌 부위 ‘고립로핵(NTS)’의 신경 처리 과정을 모사한 디지털 트윈을 이용해 신경자극 치료의 정밀성을 높이는 데 성공했다고 2일 밝혔다.

연구 성과는 네이처 파트너 저널(npj 디지털 메디신)에 최근 게재됐다.

디지털 트윈으로 고혈압 치료의 새 방법을 제시한 POSTECH 박성민 교수(왼쪽)와 이지호 박사(삼성리서치)

연구팀은 혈압, 심장박동, 혈관 상태 등 다양한 신경신호가 NTS에서 압축되고 통합돼 단순한 조절 명령으로 변환되는 '저차원 잠재공간 변환' 과정을 발견하고, 이를 디지털 트윈으로 구현했다.

NTS는 뇌간에 위치한 신경핵이다. 혈압이나 심박수, 호흡 같은 생리적 기능 조절에 조절에 관여한다.

이 디지털 트윈은 환자의 생체 정보를 실시간 반영해 최적의 신경자극을 계산한다. 실제 의료기기와도 연동돼 임상 적용도 가능할 것으로 연구진은 내다봤다.

예를 들어 혈압이 150이면, 120으로 낮추라는 뇌의 명령이 가능하다는 의미다.

박성민 교수는 “약물 중심의 고혈압 치료를 벗어나, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 활용한 맞춤형 신경자극이라는 새로운 길"이라며 "다 안전하고 효과적인 환자 중심 치료로의 전환점이 될 것”으로 예측했다.

연구는 한국연구재단과 과학기술정보통신부의 지원을 받아 수행됐다.

고립로핵(NTS)의 저차원 잠재공간 메커니즘을 기반으로 뇌-심혈관 작동 원리를 디지털 트윈으로 구현한 모식도.

박희범 기자(hbpark@zdnet.co.kr)