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.

 

“KTX서 햄버거 먹으면 민폐?”…갑론을박

KTX 열차 안에서 음식을 먹는 문제를 두고 승객들 사이의 의견이 엇갈리고 있다. 특히 햄버거처럼 냄새가 강한 음식을 열차 안에서 먹는 것이 다른 승객에게 피해를 주는지를 놓고 온라인에서 논쟁이 이어지고 있다. 최근 한 온라인 커뮤니티에는 KTX 객차 안에서 햄버거 냄새 때문에 불편했다는 내용의 글이 올라왔다. 이를 계기로 열차 안에서 어느 정도까지 음식 섭취가 허용돼야 하는지를 두고 네티즌들의 의견이 갈렸다. 이후 비슷한 내용의 게시글도 잇따라 올라왔다.한 작성자는 지난 8일 스레드에 “KTX에서 햄버거 먹는 게 이게 진짜 민폐냐”며 “다들 어디까지 가능하냐”고 물었다. 열차 안에서 햄버거를 먹는 행동 자체가 다른 승객에게 피해를 주는 것인지 의견을 묻는 내용이었다.이에 음식 섭취 자체에는 문제가 없다는 반응이 적지 않았다. 일부 누리꾼들은 “기차 안에서 먹는 게 그렇게 불편하면 그냥 자차를 타라”, “햄버거를 1시간 먹는 것도 아니고 왜 저러냐”는 의견을 내놨다.또 “청국장 아니면 괜찮다”거나 “법적으로 금지된 것도 아닌데 왜 멋대로 가타부타하냐”는 반응도 나왔다. 열차 안에서 음식물을 먹는 행위가 명확하게 금지된 것이 아닌 만큼 승객 개인의 선택으로 봐야 한다는 주장이다.반대 의견도 있었다. 밀폐된 공간인 열차에서는 음식 냄새가 주변 승객에게 그대로 전달될 수 있다는 것이다.한 누리꾼은 “기차로 출퇴근하는데 밀폐된 기차 내에서 김밥, 햄버거, 치킨, 닭강정 냄새는 정말 싫다”고 했다. 또 다른 누리꾼 역시 “절대 싫거나 이해 못 할 정도는 아닌데 햄버거, 치킨 등은 냄새가 심하긴 하다”고 말했다.결국 논쟁의 핵심은 음식 섭취 자체보다 음식의 냄새가 다른 승객에게 어느 정도 불편을 주느냐에 맞춰지고 있다. 같은 음식을 두고도 승객마다 받아들이는 정도가 다른 만큼 의견 차이가 나타난 것으로 보인다.그렇다면 실제로 KTX 열차 안에서 음식을 먹는 것은 금지된 행동일까.코레일에 따르면 열차 내 취식은 허용된다. 철도 여객운송약관에도 열차 안에서 음식물을 먹는 행위를 명확하게 금지하는 조항은 없다.다만 열차 안에서 모든 행동이 무조건 허용되는 것은 아니다. 철도안전법 제47조는 다른 승객에게 불편을 주는 행위를 제재 대상으로 규정하고 있다.이에 따라 음식 섭취로 승객 사이에 마찰이 발생할 경우에도 일률적으로 취식을 금지하기보다는 서로 배려하고 자제할 것을 권고하는 수준이다.이번 논쟁 역시 KTX 안에서 음식물을 먹을 수 있느냐의 문제와 다른 승객에게 불편을 줄 수 있는 행동을 어디까지 허용할 것이냐는 문제가 맞물리면서 이어지고 있다. 법적으로 취식이 허용된 상황에서도 주변 승객을 배려해야 한다는 의견과, 허용된 행동인 만큼 지나치게 제한해서는 안 된다는 의견이 맞서고 있다.