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.

 

“2억 들였는데 손가락 욕?”…송도 조형물 논란

인천 송도국제도시 해안가에 설치된 거대한 손 모양 조형물을 두고 주민들의 민원이 이어지고 있다. 인천경제자유구역청은 연인들의 데이트 장소라는 공원의 특성을 고려해 수어로 ‘사랑’을 표현한 조형물을 설치했지만, 일부 주민들은 조형물의 형태를 두고 부정적인 반응을 보이고 있다. 20일 인천시에 따르면 인천경제청은 송도국제도시 북단 롱비치파크(랜드마크시티 1호 수변공원) 해안가에 손 모양의 조형물을 설치했다.조형물은 높이 4~5m, 폭 3m 규모로 만들어졌다. 중지와 약지를 접고 나머지 손가락을 편 형태다. 인천경제청은 롱비치파크가 연인들이 많이 찾는 장소라는 점을 고려해 수어로 ‘사랑’을 표현할 수 있는 조형물을 기획했다고 설명했다.해당 손 모양은 영어 ‘I Love You’의 약자인 ‘ILY’를 수어로 표현한 것이다. 중지와 약지를 접고 다른 손가락을 펴는 방식으로 사랑한다는 의미를 나타낸다.인천경제청은 설계사와 함께 조형물 아이디어를 구상한 뒤 외부 업체를 통해 제작했다. 소재는 GRC로, 시멘트와 콘크리트를 유리섬유로 보강한 복합재료가 사용됐다. 조형물 제작에는 약 2억 원이 투입됐다.인천경제청은 인천대교를 배경으로 한 조형물이 공원의 새로운 포토존이자 상징물이 될 것으로 기대했다. 하지만 실제 설치 이후 주민들 사이에서는 엇갈린 반응이 나오고 있다.최근 지역 인터넷 커뮤니티에는 조형물을 두고 ‘흉물 포토존 아니냐’, ‘이상한 조형물은 이제 그만 만들어달라’는 취지의 글이 잇따라 올라왔다. 인천경제청에도 관련 민원이 계속 접수된 것으로 전해졌다.특히 조형물의 형태가 수어를 모르는 사람들에게 다른 의미로 받아들여진 것이 민원의 한 원인으로 꼽힌다. 손가락을 편 독특한 모양 때문에 일부 주민들이 ‘손가락 욕’을 연상했다는 것이다.인천경제청 관계자는 조형물의 의미가 충분히 알려지지 않은 상황에서 이 같은 오해가 발생한 것으로 보고 있다. 관계자는 “롱비치파크 조형물의 의미가 알려지지 않아 ‘손가락 욕 같다’는 등의 민원이 들어오는 것 같다”며 “사랑을 간접적으로 표현한 조형물의 의미를 주민들에게 적극적으로 설명할 계획”이라고 밝혔다.이번 논란은 송도에서 공공 조형물을 둘러싸고 벌어진 또 다른 갈등을 떠올리게 한다. 송도 센트럴파크에서는 2011년 설치된 ‘갯벌 오줌싸개’ 동상을 두고 적절성 논란이 발생한 바 있다.당시 설치된 동상은 바지를 벗은 남자아이 3명이 강가를 향해 소변을 누는 모습을 분수 형태로 표현했다. 그러나 일부 민원인은 바지를 벗고 신체 일부를 드러낸 모습이 불쾌하다며 철거를 요청했다.송도에서는 과거에도 공공장소에 설치된 조형물의 표현 방식과 의미를 두고 주민들의 의견이 엇갈린 셈이다. 이번 롱비치파크 조형물 역시 제작 의도는 ‘사랑’이었지만, 이를 바라보는 주민들의 해석이 달라지면서 설치 이후 논란이 이어지고 있다.