움직이는 쥐를 상대로 초음파 뇌자극을 할 수 있는 실험이 국내 연구진에 의해 처음 성공됐다.

카이스트(KAIST) 전기및 전자공학부 이현주(사진) 교수 연구팀은 초소형화·초경량화 미세 초음파 소자를 통해 쥐의 뇌에 초음파 자극을 주는 기술을 구현했다고 11일 밝혔다.

아직 개발 초기 단계인 초음파 뇌 자극 기술은 아직까지 쥐를 고정하고 마취한 상태에서의 실험만 성공했다. 쥐 중량의 6배에 달하는 무거운 초음파 소자 때문이다.

연구팀은 이를 극복하기 위해 쥐 구조에 맞춰 무게 1g에 불과한 중심 주파수·크기·초점 거리·초음파 세기 보유 소자를 만들었다. 아울러 행동실험에 적합한 실험 장치도 제작하고 쥐의 뇌 운동 피질(motor cortex)을 자극해 앞발이 움직이는 운동 반응을 확인했다.

이와함께 승모근 근전도도 측정한 결과 초음파 강도를 높일수록 쥐 앞발이 더 자주 활동한다는 사실을 확인했다..

연구팀은 “소자가 쥐의 뇌 3∼4㎜ 깊이까지 초음파를 전달해 뇌 전체 크기의 25％ 영역을 자극할 수 있다”고 설명하고 “앞으로 자극 범위를 좁혀 소형 동물 뇌의 단일 영역에 적용할수 있도록 할 계획”이라고 말했다.

이 교수는 “머리를 고정하고 마취했던 그간의 동물실험 방식에서 벗어날 수 있게 됐다”면서 “현재는 초음파가 수면에 미치는 영향을 연구하고 있지만 파킨슨병, 치매, 우울증 등 여러 뇌 질환의 새로운 치료법 연구와 뇌 회로 규명에도 광범위하게 적용할 수 있을 것”이라고 전했다

김형국 석사가 주도하고 김성연 석사과정과 덴마크 공과대(DTU) 연구팀이 함께 한 논문은 ‘브레인 스티뮬레이션’(Brain Stimulation) 온라인 판에 실렸고 다음 달 출판될 예정이다.

대전=임정재 기자 [e-mail]