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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.

 

DMZ서 군 간부 3명 부상…장동혁 “덮고 넘어가선 안 돼”

서부전선 비무장지대(DMZ)에서 작전을 수행하던 우리 군 간부 3명이 미상의 폭발로 부상을 입고 긴급 후송됐다. 정확한 사고 원인이 확인되지 않은 가운데 장동혁 국민의힘 대표는 철저한 사고 조사를 촉구하며 북한군 유실 지뢰 가능성까지 면밀히 확인해야 한다고 주장했다. 합동참모본부에 따르면 이날 오전 서부전선 DMZ 군사분계선(MDL) 이남 지역에서 작전을 수행하던 우리 군 간부 3명이 미상의 폭발로 부상을 입었다.부상자 가운데 2명은 응급헬기를 이용해 긴급 후송됐으며, 나머지 1명은 육로로 이동한 뒤 헬기로 후송될 예정인 것으로 전해졌다. 군 당국은 현재 정확한 사고 경위와 폭발 원인을 확인하고 있다.사고 소식이 알려지자 장동혁 국민의힘 대표는 부상 장병들의 빠른 회복을 기원하면서 신속하고 철저한 조사가 필요하다고 강조했다.장 대표는 이날 자신의 페이스북을 통해 “DMZ 수색 작전을 벌이던 우리 군 간부 3명이 중상을 입고 긴급 후송됐다”며 “큰 부상이 아니기를 진심으로 바란다”고 밝혔다.이어 사고 원인과 관련해 북한군이 매설한 지뢰가 유실됐을 가능성을 언급했다. 장 대표는 지난 7월 군 당국이 북한 지역의 폭우로 북한군이 DMZ에 다량으로 매설한 지뢰 가운데 일부가 유실된 정황이 있다며 주의를 당부했던 점을 상기시켰다.장 대표는 “만약 북한군 유실 지뢰로 밝혀진다면 반드시 북한에 항의하고 책임을 따져야 한다”고 주장했다.이번 사고가 단순한 폭발 사고인지, 지뢰 등 군사적 위험물에 의한 것인지는 아직 확인되지 않았다. 이에 따라 군 당국의 현장 조사와 폭발물 감식 결과에 관심이 쏠리고 있다.특히 DMZ 일대는 지뢰 등 폭발물 위험이 상존하는 지역인 만큼 작전 과정에서 발생할 수 있는 사고에 대한 각별한 주의가 요구된다. 사고 원인이 밝혀지기 전까지는 구체적인 경위나 책임 소재를 단정하기 어려운 상황이다.장 대표는 정부와 군 당국을 향해 사고를 철저하게 조사해야 한다고 거듭 강조했다. 그는 “소중한 우리 청년들이 부상을 당했다”며 “나무호 미사일 피격 때처럼 덮고 넘어가려 해서는 안 될 것이다”고 말했다.그러면서 군의 임무와 함께 장병의 안전을 지키는 정부의 책임도 강조했다. 장 대표는 “나라와 국민을 지키는 것이 군의 역할이라면 군의 생명을 지키는 것은 정부의 당연한 책임”이라며 부상 장병들의 조속한 회복을 기원했다.현재 군 당국은 부상자들의 상태를 확인하는 한편 폭발이 발생한 현장에 대한 조사 등을 진행할 것으로 보인다. 사고 원인이 무엇인지에 따라 후속 조치와 재발 방지 대책에도 영향을 미칠 전망이다.DMZ에서 군 작전 중 발생한 이번 사고로 장병들의 안전 문제도 다시 주목받고 있다. 무엇보다 정확한 사고 원인을 신속하게 규명하고 추가 피해가 발생하지 않도록 현장 안전 조치를 강화하는 것이 우선 과제로 떠오르고 있다.