혈압 낮추는 신경자극 정확히 예측…“고혈압 치료 새 길 열었다”

박성민 포스텍 교수 연구팀
디지털 트윈 기술로 신경자극 치료법 효과 높여

포스텍 연구팀이 신경자극을 이용한 고혈압 치료법의 효과를 높일 수 있는 방법을 찾았다(자료사진)./뉴스1

박성민 포항공과대학교(포스텍) IT융합공학과·기계공학과·전자전기공학과 교수 연구팀이 가상의 뇌를 이용해 혈압을 정밀하게 조절할 수 있는 기술을 개발했다. 박 교수는 “약물 의존도를 줄이고 보다 안전하고 효과적으로 고혈압을 관리하는 시대가 올 것”이라고 강조했다.

박 교수 연구팀과 이지호 박사(삼성리서치)는 뇌의 심혈관 조절 원리를 재현한 ‘디지털 트윈’을 만들어 고혈압 치료의 실마리를 찾았다. 고혈압은 뚜렷한 증상이 없지만, 심장병과 뇌졸중 같은 심각한 합병증을 부르기 때문에 ‘조용한 살인자’로도 불린다. 고혈압 환자는 평생 약을 먹어야 하기 때문에 환자들의 불편도 크다.

최근에는 약 대신 인공적으로 신경신호를 조절해 혈압을 낮추는 신경자극이 있지만, 자극이 혈압 변화로 정확히 이어지는 과정을 예측하기 어려워 정밀한 치료에는 한계가 있었다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 혈압 조절을 담당하는 뇌 부위인 고립로핵에 주목했다. 고립로핵에서는 몸 곳곳에서 전달되는 다양한 신경신호가 몇 가지 핵심 신호로 압축되는 ‘저차원 잠재공간 변환’이 일어난다. 예를 들어 ‘혈압이 높아요’, ‘심장이 빨리 뛰어요’, ‘혈관이 좁아졌어요’ 같은 신경신호들이 들어오면 이를 종합해 ‘혈압을 낮추자’ 또는 ‘혈압을 올리자’는 간단한 명령으로 변환하는 것이다.

연구팀은 이 과정을 디지털 트윈 기술로 구현하는 데 성공했다. 신경신호를 조절해 혈압을 낮추는 신경자극 치료법의 효과를 정확하게 예측하고, 효과적인 자극을 설계하는 실마리를 찾은 것이다. 디지털 트윈을 이용하면 환자의 개별 특성에 맞는 신경자극 패턴을 찾을 수도 있다.

또 환자의 신체 상태를 실시간으로 모니터링하고, 부작용을 최소화하며 혈압을 최적화할 수 있는 신경자극도 계산이 가능하다. 기존 의료기기와도 연동이 가능해 현장에서 빠르게 적용할 수 있는 것도 장점이다.

박성민 교수는 “디지털 트윈 기반 신경자극 기술은 고혈압 관리 방식을 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI, Brain Computer Interface)를 이용해 약물 의존도를 줄이고 보다 안전하고 효과적으로 관리할 수 있는 길을 연 것”이라며 “환자 맞춤형 치료 시대를 앞당기는 전환점이 될 것”이라고 말했다.

참고 자료

npj Digital Medicine(2025), DOI : https://doi.org/10.1038/s41746-025-01635-w

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