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뇌자극 ‘신경전극’ 개발… 뇌졸중 치료 가능성 열었다

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2016년 11월 01일 18:00 프린트하기

연구진이 개발한 신경전극의 모습 - 한국전자통신연구원(ETRI) 제공
연구진이 개발한 신경전극의 모습 - 한국전자통신연구원(ETRI) 제공

국내 연구진이 뇌졸중 등 뇌신경계 질환 환자의 재활을 도울 수 있는 ‘신경전극’을 새롭게 개발했다. 뇌졸중(일명 중풍) 등 뇌신경계 질환자의 기능회복과 뇌 학습 연구 등에 응용될 것으로 기대된다.

 

정상돈 한국전자통신연구원(ETRI) 시냅스소자창의연구실장 팀은 스펀지처럼 많은 구멍을 가진 금속 전극을 이용해 뇌신경을 전기적으로 자극할 수 있는 기술을 개발했다고 1일 밝혔다.

 

최근 뇌세포에 직접 전기자극을 줘 손상된 신경을 치료하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 지금까지 개발됐던 전극은 표면적이 적어 효율이 낮고, 강도도 떨어져 실제 치료에 적용하는 데 한계가 있었다.

 

연구진은 50nm(나노미터·1nm는 10억 분의 1m) 크기의 작은 홈이 수없이 파인 가느다란 금 나노 구조체 위에, 10nm 이하의 두께의 얇은 이리듐 산화물을 코팅해 새로운 신경자극용 전극을 개발했다.


기존 전극의 전하주입효율은 15%에 불과했지만, 새롭게 개발한 전극은 효율이 25%로  높아졌다. 이 전극을 쥐의 뇌신경조직에 적용한 결과 0.1V(볼트)의 아주 미세한 전기자극에도 뇌신경이 반응했다. 3~5V 정도의 전압에서 가장 활발하게 반응해 안전하게 뇌신경을 자극할 수 있는 길을 열었다.

 

정 실장은 “전기화학적 방법을 사용해 제작하기 때문에 비용이 적게 든다는 장점이 있다”며 “5년 내 상용화할 계획으로, 뇌질환자의 기능회복을 돕고, 인공지능 시스템 구현 등에도 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.

 

이 연구 성과는 국제학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 10월 13일자에 실렸다.

 

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