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.

 

BJ 목에 흉기 겨눈 매니저…경찰이 꺼낸 뜻밖의 작전

인터넷 방송 진행자(BJ)인 20대 여성의 목에 흉기를 겨누고 경찰과 대치하던 20대 남성 매니저가 구속됐다. 경찰은 남성이 미리 흉기를 준비해 피해 여성을 찾아간 것으로 보고 보복범죄와 살인미수 혐의를 적용할 수 있는지 추가로 살펴보고 있다. 경기 안산상록경찰서는 14일 특수상해·특수감금·살인예비 혐의로 매니저 A 씨를 구속했다고 밝혔다.A 씨는 지난 12일 오후 5시 30분쯤 안산시 상록구의 한 식당에서 BJ B 씨의 목을 붙잡고 흉기를 겨눈 채 출동한 경찰관들과 대치한 혐의를 받는다. 경찰은 당시 “남자가 여자를 때린다”는 등의 목격자 신고를 받고 현장으로 출동했다.상황이 위급하다고 판단한 경찰은 최고 단계인 ‘코드 제로’를 발령하고 30여 명의 경찰관을 투입했다. 경찰이 현장에 도착했을 당시 A 씨는 한 손으로 B 씨의 목을 잡고 있었으며, 다른 손에는 흉기를 들고 있었다.경찰은 A 씨에게 여러 차례 흉기를 내려놓으라고 요구했지만 A 씨는 이에 응하지 않았다. 이 과정에서 B 씨는 A 씨가 목에 겨눈 흉기에 찰과상을 입었고, A 씨가 다리 부위에 뿌린 뜨거운 물 때문에 화상을 입기도 했다.대치는 약 20분 동안 이어졌다. 경찰은 직접적인 진압 기회를 만들기 위해 A 씨와 대화를 시도했다. 안산상록서 상황관리관 박모 경정이 A 씨에게 “목이 마르지 않냐”고 물었고, A 씨가 그렇다고 답하자 박 경정은 물을 건네는 것처럼 접근하며 제압에 들어갔다.박 경정은 왼손으로 A 씨의 오른손을 붙잡고 오른손으로 A 씨의 왼손에 들린 흉기를 쳐냈다. 동시에 주변에 있던 다른 경찰관들이 A 씨를 향해 테이저건 2발을 발사하며 제압을 도왔다. 결국 오후 5시 50분쯤 A 씨를 체포하면서 대치 상황은 마무리됐다.큰 피해 없이 검거 작전을 끝냈지만 직접 몸싸움에 나선 박 경정은 A 씨가 휘두른 흉기에 오른손 손바닥을 약 4㎝ 베였다. 박 경정은 상처를 봉합하기 위해 3바늘을 꿰맸으며, 이외에 다른 부상자는 발생하지 않았다.A 씨는 B 씨의 방송에서 채팅창을 관리하는 매니저로 활동했던 것으로 알려졌다. 이후 최근 B 씨와 사이가 틀어지면서 일을 그만뒀고, 갈등이 커지자 미리 준비한 흉기를 들고 B 씨를 찾아가 범행한 것으로 전해졌다.경찰은 구속된 A 씨를 상대로 추가 조사를 진행하면서 범행 동기와 경위 등을 확인하고, 보복범죄 및 살인미수 혐의로 추가 의율할 수 있는지 검토할 예정이다.한편 경찰은 A 씨에게 형법상 인질 관련 혐의는 적용하지 않았다고 설명했다. A 씨가 흉기를 들고 B 씨를 붙잡은 채 경찰과 대치한 것은 사실이지만, B 씨를 인질로 삼아 상대방에게 부당한 요구를 한 상황은 아니었다는 이유에서다.형법상 인질강요죄나 인질강도죄는 인질을 앞세워 상대방에게 의무가 없는 일을 하도록 요구하거나 재산상 이익 등을 취득하려는 경우 성립한다. 경찰은 이번 사건의 경우 이러한 요건에 해당하지 않는다고 판단했다.