건강모아

뇌에 심는 IoT…세계 어디서든 신경세포 조절

 국내 연구진이 전 세계 어디서든 인터넷을 통해 뇌 신경세포를 정밀하게 조절하고 약물을 전달할 수 있는 혁신적인 무선 이식 장치를 선보였다. KAIST 정재웅 교수팀과 연세대 의대 김화영 교수팀은 사물인터넷(IoT) 기술을 접목해 실험동물의 행동 제약 없이 장기간 뇌 기능을 연구할 수 있는 플랫폼을 구축했다고 밝혔다. 이번 성과는 복잡한 유선 장비나 근거리 조작의 한계를 극복하며 중독 및 퇴행성 뇌 질환 연구의 새로운 지평을 열었다는 평가를 받는다.

 

기존의 뇌 연구는 동물의 머리에 수많은 선을 연결해야 했기에 자연스러운 움직임을 관찰하는 데 한계가 뚜렷했다. 무선 장치가 도입된 이후에도 연구자가 실험실 인근에서 직접 조작해야 하는 거리상의 제약이 뒤따랐다. 그러나 연구팀은 장치를 인터넷망에 직접 연결함으로써 이러한 물리적 장벽을 완전히 제거했다. 실제로 미국 시카고의 연구자가 한국 대전에 위치한 실험용 쥐의 뇌 장치를 실시간으로 제어하는 데 성공하며 국가 간 경계를 넘나드는 안정적인 작동 성능을 입증했다.

 


이 장치는 각설탕 정도의 초소형 크기임에도 불구하고 첨단 기술이 집약되어 있다. 내부에는 뇌의 특정 부위에 약물을 투여하는 미세 유체 시스템과 신경세포를 빛으로 자극하는 마이크로 LED가 탑재됐다. 연구자는 실험실에 출근하지 않고도 스마트폰이나 컴퓨터를 통해 예약된 시간에 맞춰 약물을 주입하거나 빛 자극을 가할 수 있다. 이는 연구자의 존재 자체가 동물에게 스트레스를 주어 실험 결과를 왜곡하는 현상을 원천적으로 차단하는 효과를 거뒀다.

 

장기 실험의 고질적 문제였던 약물 보충 방식도 획기적으로 개선됐다. 연구팀은 자석을 이용한 탈부착식 약물 저장소를 설계하여, 약물이 소진되더라도 추가적인 수술 없이 간편하게 저장소를 교체하거나 보충할 수 있도록 했다. 덕분에 한 번의 이식으로도 수개월에 걸친 반복 실험이 가능해졌으며, 이는 뇌 회로와 행동 변화를 장기간 추적해야 하는 우울증이나 치매 연구에 최적화된 환경을 제공한다.

 


실제 동물 실험 결과는 이 장치의 실무적 가치를 뒷받침한다. 연구팀이 쥐의 뇌에 코카인을 투여한 뒤 특정 신경세포에 빛 자극을 가하자, 중독으로 인한 이상 행동 반응이 즉각적으로 억제되는 현상이 확인됐다. 약물 전달과 빛 자극을 동시에 활용하는 복합 뇌 회로 연구의 가능성을 실증한 셈이다. 이러한 기술은 향후 인공지능(AI)과 결합하여 환자의 뇌 상태를 실시간 감지하고 필요한 시점에 자동으로 치료 자극을 주는 지능형 의료기기로 진화할 전망이다.

 

연구진은 이번 기술이 단순한 연구 도구를 넘어 뇌공학의 패러다임을 바꾸는 IoT 플랫폼이 될 것이라고 강조했다. 정재웅 교수는 장기적이고 반복적인 원격 실험이 가능해진 만큼 뇌 질환 진단과 치료를 위한 이식형 의료기기 개발에 박차를 가하겠다고 설명했다. 김화영 교수 역시 다양한 질환 모델에서 뇌 회로와 행동 사이의 인과관계를 규명하는 핵심 도구가 될 것이라며 기대감을 내비쳤다.

 

亞게임 코앞…핸드볼경기장 경찰 투입해 선수 장비 확보

서울 올림픽공원 핸드볼경기장을 둘러싼 봉쇄가 96일째를 맞은 가운데 경찰이 출입구 확보와 내부 진입에 나섰다. 장기간 사무실을 이용하지 못한 체육단체들은 경찰 협조 아래 행정장비와 국가대표 지원 물품 반출을 추진했다.경찰은 8일 오전 9시부터 서울 송파구 핸드볼경기장에 병력 1000여 명을 투입했다. 6·3 지방선거 투표용지 부족 사태에 반발한 시위대가 재선거를 요구하며 점거를 시작한 지 석 달여 만이다. 선관위 관련 특검 수사가 시작된 다음 날 이뤄진 조치이기도 하다.진입은 경기장 2-3 게이트에서 진행됐다. 대한체육회 관계자와 경찰, 선거관리위원회 직원들은 출입구에 붙어 있던 피켓 등을 제거했다. 이들이 경기장 안으로 들어간 시각은 오전 9시 11분께다. 다만 내부 진입 이후 물품 반출이 완료됐는지는 확인되지 않았다.당시 현장에는 시위 참가자 20~30명이 남아 있었다. 이들은 경찰이 접근하기 전까지 재선거와 수작업 개표를 요구하는 구호를 외쳤다. 태극기와 성조기를 흔들고 애국가를 부르기도 했다. 경찰 진입이 시작되자 일부는 선관위 직원의 출입을 허용하는 데 강하게 반발했다.이번 진입에 앞서 대한체육회는 입주 종목단체들의 업무 피해를 호소했다. 경기장에 사무실을 둔 9개 단체가 3개월 이상 정상적으로 출입하지 못하면서 행정 처리와 대회 운영, 국가대표 선수단 지원에 차질을 빚고 있다는 설명이다.체육회는 최소한의 업무를 재개하기 위해 관계기관과 필수 물품 반출 방안을 협의해왔다. 대상은 컴퓨터와 전산장비를 비롯해 업무파일, 행정서류, 회계·계약 자료 등이다. 국가대표 훈련과 대회 참가에 필요한 용품, 각종 대회 운영 물품도 포함됐다.봉쇄는 지난 6월 5일 시작됐다. 앞서 잠실7동 제2투표소에서 투표함 반출을 저지하던 참가자들이 경찰에 의해 해산된 뒤, 투표함이 이송된 핸드볼경기장으로 이동하면서 농성이 이어졌다.시위대는 경기장 1·2층에 있는 출입구 8곳을 막고 관계자들의 통행을 제한했다. 이 과정에서 선관위 직원과 시설 관계자, 취재진 등이 한때 건물 안에 고립되는 상황도 발생했다.선수들의 출입을 둘러싼 논란도 있었다. 지난 6월 8일 훈련용품을 가져가려던 여자 핸드볼 유소년 국가대표 선수들이 소지품 검사를 받았으며, 일부 참가자가 양말까지 벗도록 요구해 비판이 제기됐다. 같은 달 16일에는 체육단체 직원들이 사무실에 들어가려 했으나 출입문을 붙잡고 버틴 참가자에게 막혔다.이날 경찰의 진입으로 필수 업무물품을 확보할 통로는 마련됐다. 다만 경기장 출입이 전면 정상화됐는지, 입주 단체들이 사무실 업무를 재개할 수 있는지는 추가 확인이 필요한 상황이다.