KAIST(총장 신성철)는 정재웅 교수와 미국 공동 연구팀이 스마트폰 앱으로 신경회로를 정교하게 조절하는 '뇌 이식용 무선 기기'를 개발했다고 8일 밝혔다.

약물 카트리지는 레고 모양으로 만들어져 탐침과 쉽게 조립·분리되고 새로운 카트리지로 교체될 수 있다.

뇌 이식용 무선 기기의 기능은 동물 실험에서 검증됐다. 연구팀은 이 기기를 실험용 쥐의 뇌 보상회로에 이식한 다음 도파민 활성 약물과 억제 약물이 든 카트리지를 기기와 결합했다. 

이후 스마트폰 앱을 조작해 원하는 시점에 기기가 도파민 활성 약물과 억제 약물을 내보내게 했다. 그러자 자유롭게 움직이던 쥐가 약물에 따라 다르게 움직였다.

연구팀은 빛과 약물을 모두 사용해 쥐의 행동을 조절하는 실험에도 성공했다. 연구팀은 먼저 쥐의 장소 선호도를 유도하는 뇌 부위 신경세포가 빛에 반응하도록 단백질을 주입했다.

그다음 쥐가 특정 장소로 이동했을 때 마이크로 LED를 켜서 빛 자극을 주자 쥐가 그곳에 계속 머물렀다. 반대로 약물전달로 뇌 신경회로를 제어하자 쥐의 해당 장소 선호도가 사라졌다.

연구팀은 두개골 안에 완전히 이식되면서 반영구적으로 사용할 수 있는 기기를 만들어 인체에도 적용할 계획이다.

미국 워싱턴대학교 마이클 브루카스(Michael Bruchas) 교수팀이 참여한 이번 연구는 네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering) 8월 6일 자에 실렸다. 논문명은 'Wireless optofluidic brain probes for chronic neuropharmacology and photostimulation'이다.