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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.

 

지방 의대생 10명 중 8명 학교 그만뒀다…무슨 일?

지방 의대생들의 중도탈락이 전체 의대 중도탈락자의 상당 부분을 차지하는 것으로 나타났다. 지난해 전국 의대에서 학업을 중단한 학생 10명 가운데 약 8명이 비수도권 의대생이었다. 의대 중도탈락자는 2년 연속 380명대를 기록했다. 6일 종로학원이 대학알리미 공시자료를 분석한 결과에 따르면 지난해 전국 39개 의대에서 중도탈락한 학생은 모두 383명으로 집계됐다. 중도탈락에는 자퇴뿐 아니라 등록하지 않거나 복학하지 않는 등의 사유로 학업을 중단한 경우도 포함된다.의대 중도탈락자는 최근 들어 크게 증가했다. 2022년에는 178명이었지만 2023년 201명으로 늘었고, 2024년에는 386명까지 증가했다. 지난해에도 383명이 학교를 그만두면서 2년 연속 380명대를 기록했다. 2022년과 비교하면 205명, 115.2% 증가한 수치다.지역별 격차는 더욱 뚜렷했다. 지난해 전체 중도탈락자 383명 가운데 비수도권 의대생은 301명으로 78.6%를 차지했다. 서울권에서는 48명으로 12.5%, 경인권에서는 34명으로 8.9%가 각각 중도탈락했다.이 같은 현상은 지난해만의 일이 아니었다. 2024년에도 전체 중도탈락자 386명 가운데 비수도권 의대생이 309명으로 80.1%에 달했다. 2년 연속 의대 중도탈락자 10명 중 8명가량이 지방권 의대에서 나온 셈이다.비수도권 지역 가운데에서는 부산·울산·경남 지역의 중도탈락자가 가장 많았다. 지난해 이 지역에서는 67명이 학교를 그만둬 전체의 17.5%를 차지했다. 이어 충청권 66명(17.2%), 대구·경북 56명(14.6%), 강원 51명(13.3%), 호남 49명(12.8%), 제주 12명(3.1%) 순으로 나타났다.대학별로 살펴보면 강원대의 중도탈락자가 22명으로 가장 많았다. 원광대는 18명으로 뒤를 이었으며 경상국립대와 단국대 천안캠퍼스가 각각 17명, 한양대가 16명으로 집계됐다. 중도탈락자 상위 5개 대학 중 4곳이 지방권 의대였다.중도탈락자가 가장 적은 대학으로는 서울대와 고려대, 이화여대, 건양대가 꼽혔다. 이들 대학은 각각 2명의 중도탈락자가 발생한 것으로 나타났다.종로학원은 지방 의대에서 중도탈락자가 많이 발생하는 이유 중 하나로 수도권 또는 상위권 의대로 다시 진학하려는 움직임을 제시했다. 지방 의대에 입학한 학생 가운데 일부가 현재 다니는 대학보다 선호도가 높은 의대로 옮겨가기 위해 다시 입시에 도전하면서 기존 학교를 그만뒀을 가능성이 있다는 분석이다.앞으로 의대 모집 규모와 지역인재전형 확대 여부도 중도탈락에 영향을 미칠 변수로 꼽힌다. 2025학년도 의대 모집인원은 4610명으로 전년보다 1497명 증가했다. 비수도권 의대의 지역인재전형 모집인원 역시 1913명으로 확대됐다. 다만 2026학년도 전체 의대 모집인원은 3123명으로 다시 감소했다.2027학년도부터 지역의사제가 도입되는 것도 변수다. 지역의사제를 통해 지방 학생들의 의대 진학 기회가 확대될 경우 지방권 의대생들의 중도탈락이나 재진입 움직임에도 영향을 줄 수 있다는 전망이 나온다.임성호 종로학원 대표는 2027학년도 지역의사제 도입으로 지방 학생들의 의대 진학이 더 늘어날 것으로 내다봤다. 그러면서 현재와 같은 흐름이 이어질 경우 이들 학생이 상위권 의대로 이동하려는 움직임 역시 증가할 수 있다고 전망했다.