국내연구진 뇌-기계 연결하는 뇌신경 탐침 개발

↑ 융합연구팀이 개발한 고효율 뇌신경 탐침 모식 [사진 = DGIST]

국내 연구진이 뇌와 기계를 연결하는데 사용할 수 있는 탐침 개발에 성공했다.
대구경북과기원(DGIST) 연구진은 그래핀과 나노선을 이용해 뇌와 기계를 연결할 수 있는 탐침 개발에 성공했다고 3일 밝혔다.
4차 산업혁명 시대를 앞두고 인간과 전자기기 사이 정보교류의 필요성에 따라 인간의 뇌와 외부 기계와의 인터페이스 기술 개발이 한창이다. 뇌·기계 인터페이스 기술은 전기 자극을 통한 뇌질환 치료, 장애인을 위한 로봇팔과 로봇다리 같은 인체 결합 기술, 인간과 기계와의 직접적 정신 교류 등을 위한 기본적이고 필수적인 기술이다.
하지만, 뇌·기계 인터페이스를 위해 기존에 개발된 뇌신경 탐침은 마이크로기술과 실리콘 물질 기반으로 높은 전기저항, 인간의 뇌신호 획득과 전기 자극 전달에 적합하지 않은 딱딱한 구조 등의 문제점을 갖고 있었다. 연구진은 기존의 탐침이 높은 전기저항으로 인해 미세한 뇌신경 신호 탐지가 어렵고 구조적 접합 문제에 따른 수명이 짧다는 단점을 해결하기 위해 그래핀과 나노와이어 기술 기반의 뇌신경 탐침을 개발했다.
연구팀이 개발한 뇌신경 탐침은 산화아연(ZnO) 나노와이어를 전극 구조에 적용해 뇌신호 주파수 영역에서 낮은 전기저항을 띄고 있어 미세한 뇌신호 측정이 가능하고 신호 획득 효율이 높다는 것이 특징이다. 장 교수는 "그래핀 물질 기반의 신호 전송 케이블을 활용해 전극 연결구조가 유연해 뇌와 같은 연약한 부위에서 전기신호를 안전하게 획득할 수 있으며, 전도성 폴리머를 이용해 전기적 특성과 생체 안전성을 개선했다"며 "뇌졸중과 같은 뇌 질환 치료를 위한 전기신호 획득 및 자극에 활용될 수 있으며 이를 기반으로 인간과 기계를 결합하는 다양한 인터페이스 기술에 적용될 것"으로 기대했다. 그는 "고효율 뇌신경 탐침은 인간과 기계가 물리적, 정신적으로 교류하는 4차 산업혁명을 현실화할 수 있는 필수적 기반 기술"이라며 "앞으로 무선 기능의 탑재 등으로 인간과 기계가 보다 편리하게 연결될 수 있도록 후속 연구를 진행할 것"이라고 덧붙였다.
연구결과는 재료분야 국제 학술지인 'ACS 어플라이드 머터리얼즈 앤 인터페이스' 지난달 17일자에 게재됐다.
[원호섭 기자]