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.

 

짐볼 머리로 튕긴 이재명…아이들과 웃음꽃

 이재명 대통령이 22일 전북 익산의 한 초등학교를 찾아 학생과 학부모, 교사들과 함께 가을운동회에 참여했다. 학생들과 직접 체육활동을 하며 즐거운 시간을 보낸 이 대통령은 소셜네트워크서비스(SNS) 팔로우 요청에도 응하는 등 아이들과 가까이에서 소통했다. 이날 오후에는 청와대에서 경제 현안을 논의하며 청년 일자리 확대와 주택 공급, 국내 소비 활성화, 대기업과 중소기업의 상생 협력 등을 강조했다.이 대통령은 이날 오전 남색 정장 차림으로 전북 익산 왕궁초등학교를 방문했다. 넥타이를 매지 않은 편안한 차림으로 학교를 찾은 이 대통령은 학생들에게 방문하게 된 배경을 설명하며 친근하게 인사를 건넸다. 이 대통령은 “제가 초등학교 운동회에 한번 가보고 싶다고 하니까 운동회를 하는 데가 없다고 하더라”며 “찾다 찾다 여기까지 왔다”고 말했다. 이어 “여러분을 조금 더 즐겁게 해드리겠다”고 덧붙이며 학생들과 함께할 활동에 대한 기대감을 나타냈다.이후 이 대통령은 정장 재킷을 벗고 흰색 바람막이 점퍼로 갈아입은 뒤 본격적으로 운동회에 참여했다. 익산을 지역구로 둔 더불어민주당 한병도 원내대표와 팀을 나눠 학생들과 함께 짐볼 이동하기, 볼풀공 채우기 등의 놀이를 진행했다. 단순히 행사를 지켜보는 데 그치지 않고 학생들과 직접 몸을 움직이며 체육활동에 나선 것이다. 운동회에서는 이 대통령의 재치 있는 행동에 아이들이 웃음을 터뜨리는 장면도 나왔다. 경기 도중 날아온 짐볼을 이 대통령이 머리로 튕겨내자 주변에 있던 학생들 사이에서 웃음이 터져 나왔다고 청와대 김성완 대변인은 전했다. 학생들과 어울리며 운동회 분위기를 한층 밝게 만든 모습이다.이날 이 대통령은 학생들의 SNS 팔로우 요청에도 응했다. 학생들이 인스타그램과 틱톡 계정을 팔로우하고 싶다는 뜻을 밝히자 자신의 휴대전화를 직접 건네 학생들이 계정을 팔로우할 수 있도록 했다. 대통령과 학생들이 SNS를 통해 소통하는 이색적인 장면이 연출된 셈이다.이 대통령은 운동회 참석 이후 페이스북에 방문 소감을 남겼다. 그는 “아이들이 마음껏 뛰놀고 어른들은 아이들을 돌보며 이웃끼리 기쁨과 어려움을 나누는 세상, 서로를 돌보고 누구도 소외되지 않는 대동세상이 바로 이런 모습 아닐까”라고 적었다.아이들이 자유롭게 뛰어놀 수 있는 환경과 어른들의 돌봄, 이웃 간의 나눔을 강조한 글이다. 운동회에서 학생들과 함께 시간을 보낸 경험을 바탕으로 서로를 돌보고 소외되는 사람이 없는 공동체의 모습을 언급한 것으로 풀이된다.이 대통령의 이날 일정은 오후 들어 경제 현안 점검으로 이어졌다. 이 대통령은 청와대에서 열린 수석보좌관회의에서 경제성장에도 불구하고 청년층의 일자리 진입 여건이 개선되지 않고 있으며, 수출과 내수 사이의 격차도 해소되지 않고 있다고 진단했다.이 대통령은 회의에서 “경제가 성장하더라도 청년 일자리 통로는 좁아지고 수출과 내수 격차는 좁혀지지 않고 있다”고 말했다. 경제 규모가 커지는 것만으로는 청년 고용이나 국내 소비 등 국민이 체감하는 경제 여건의 개선으로 이어지기 어렵다는 점을 지적한 것으로 보인다.이어 관련 문제를 시장에만 맡겨서는 안 된다는 입장을 밝혔다. 이 대통령은 “이 문제를 시장에만 전적으로 맡겨서는 안 된다”며 “확보된 재정 여력을 청년 일자리 확대와 주택 공급, 국내 소비 활성화 등에 필요한 만큼 충분히 투입해주기 바란다”고 주문했다. 재정 여력을 활용해 청년 고용과 주거 문제, 내수 활성화 등 주요 경제 현안에 적극적으로 대응해야 한다는 취지다.대기업과 중소기업 간의 균형 있는 성장도 주요 과제로 제시했다. 이 대통령은 “중소기업이 소외되는 성장은 지속가능하지도 바람직하지도 않다”고 강조했다. 경제성장의 성과가 특정 기업이나 분야에 집중되지 않고 중소기업까지 이어질 수 있어야 한다는 점을 분명히 한 것이다.또한 이 대통령은 중소기업과 대기업이 균형 있게 동반성장하고 국민경제의 성장을 이끌 수 있도록 상생 협력의 패러다임을 새롭게 전환해야 한다고 밝혔다. 기업 간 협력 관계를 강화하고 함께 성장할 수 있는 기반을 마련하는 것이 지속가능한 경제성장을 위해 필요하다는 점을 강조했다.이날 이 대통령은 오전에는 초등학교 운동회에서 학생들과 어울리며 소통하고, 오후에는 수석보좌관회의에서 청년 일자리와 주거, 소비 활성화, 기업 간 상생 등 경제 현안을 다뤘다. 아이들이 마음껏 뛰놀고 누구도 소외되지 않는 공동체를 언급한 데 이어 경제성장의 혜택이 중소기업과 국민에게도 고르게 이어져야 한다는 메시지를 내놓았다.