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.

 

왕옌청 호투 앞세운 한화, LG 꺾고 5연승

대전의 밤은 한화 이글스의 방망이 소리로 가득 찼다. 길었던 9연패의 그림자는 어느새 옅어졌고, 한화는 5경기 연속 승리를 쌓으며 다시 고개를 들었다.한화는 9일 대전 한화생명볼파크에서 열린 LG 트윈스전에서 19-3으로 크게 이겼다. 점수 차만 놓고 보면 일방적인 경기였다. 그러나 한화 입장에서는 단순한 대승 이상이었다. 무거웠던 흐름을 끊고, 다시 자신감을 회복하고 있다는 증거에 가까웠다.경기 흐름을 먼저 안정시킨 쪽은 마운드였다. 선발 왕옌청은 LG 타선을 상대로 6이닝 1실점의 투구를 펼쳤다. 안타는 7개를 내줬지만 대량 실점으로 이어지게 두지 않았다. 위기에서 흔들리지 않았고, 필요한 순간마다 아웃카운트를 쌓았다. 삼진이 많지는 않았지만 결과는 충분히 선명했다.왕옌청은 이날 승리로 시즌 11승째를 챙겼다. 지난 8월 초 삼성전 이후 한 달 넘게 기다린 승리였다. 팀이 연승을 이어가야 하는 시점에서 나온 값진 호투였다.김경문 감독도 경기 뒤 왕옌청의 역할을 먼저 짚었다. 그는 왕옌청이 상대 타선을 최소 실점으로 막아 팀 승리에 큰 힘을 보탰다며 칭찬을 아끼지 않았다. 선발이 길게 버티자 한화는 불펜 운영에도 여유를 가질 수 있었다.승부가 완전히 기운 장면은 8회였다. 한화 타선은 이미 앞서고 있었지만 멈추지 않았다. LG 불펜의 제구 난조를 파고들었고, 출루가 출루를 불렀다. 이후 안타가 이어졌고, 한지윤의 만루홈런이 터지며 분위기는 절정에 올랐다.8회에만 12점. 한 이닝 대량 득점은 이날 경기의 상징적인 장면이었다. 한화 타자들은 점수 차와 관계없이 집중력을 유지했다. 쉽게 물러나지 않았고, 찬스를 끝까지 물고 늘어졌다.기록지도 한화 쪽으로 크게 기울었다. 팀 전체 안타는 18개였다. 심우준, 최인호, 문현빈, 허인서 등 여러 타자가 공격에 가담했다. 특정 선수의 ‘원맨쇼’가 아니라, 타선 전체가 이어지고 터지는 경기였다. 특히 허인서는 3안타 4타점으로 공격의 무게감을 더했다.반대로 LG 마운드는 후반을 버티지 못했다. 8회 등판한 투수들이 잇따라 흔들리며 대량 실점을 허용했다. 볼넷과 안타가 겹치자 흐름을 끊을 타이밍을 잡지 못했다. 김경문 감독은 타선에 대해서도 의미 있는 평가를 남겼다. 그는 선수들이 끈기 있는 모습으로 연승을 이어가는 집중력을 보여줬다고 말했다. 대승의 숫자보다 중요한 것은 경기 내내 유지된 태도였다는 뜻이다.한화는 이날 승리로 시즌 54승째를 올렸다. 아직 5위권과의 차이는 작지 않지만, 최근 5연승은 팀 분위기를 바꾸기에 충분하다. 9연패 뒤 찾아온 연승이기에 더 값지다. 같은 팀이 맞나 싶을 만큼 경기 내용도 달라졌다.이제 한화는 인천으로 향한다. 10일 SSG 랜더스와 원정 경기를 치른다. 5연승으로 되살아난 흐름을 계속 이어간다면, 막판 순위 싸움에도 새로운 변수가 될 수 있다. LG는 휴식을 취한 뒤 삼성과 맞붙는다.