뇌에 ‘착’ 붙여 뇌질환 치료하는 高내구성 소프트 뇌 전극 기술 개발

[이뉴스투데이 이승준 기자] DGIST는 김소희 로봇및기계전자공학과 교수 연구팀이 부드럽고 유연한 재질로 이루어진 고내구성 뇌 전극 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 향후 장기간 이식이 필요한 뇌질환 치료용 전극 등 뇌와 기계의 연결이 필요한 다양한 분야에 활용 가능할 것으로 기대를 모은다.

DGIST에 따르면 뇌 전극은 뇌의 활동을 측정하고 뇌와 기계를 연결하는 중요한 역할을 한다. 그러나 기존의 뇌 전극은 반도체 회로 칩의 재료인 실리콘(silicon)처럼 단단한 재료를 뇌에 꽂아야 하는 형태로 만들어지거나, 얇은 플라스틱 고분자로 만들어졌다. 이 때문에 유연성이 부족하거나, 얇게 만들어 유연성을 확보할 경우 안정성 문제가 발생해 오랜 시간 동안 사용하기 어렵다는 한계가 있었다.

이에 김소희 교수팀은 플라스틱 고분자 재료에 비해 훨씬 부드러운, 고무처럼 말랑하고 탄성이 있는(elastic) 재료를 사용해 굴곡진 뇌 표면에 매우 잘 밀착되면서도, 수십 마이크로미터 두께를 갖춰 다루기가 훨씬 쉬운 뇌 전극을 개발했다. 

이같이 부드럽고 말랑한 탄성 재료로 만들어진 뇌 전극은 뇌 조직과 기계적, 물리적 특성이 유사하다는 장점에도 불구하고 체내 환경에서의 안정성에 의구심이 제기돼 왔었다. 그러나 김소희 교수 연구팀은 8개월간의 가속노화실험을 통해 전극이 체내에서 장기간 사용될 때에도 뇌 신호 측정 성능을 유지할 수 있음을 확인했다. 

김소희 교수는 “부드럽고 유연한 성질 덕분에 굴곡진 뇌 표면에 매우 잘 밀착되면서도 다양한 이온과 수분이 다량 존재하는 체내 환경에서도 안정적으로 성능 유지가 가능한 뇌 전극을 개발했다”며 “뇌 조직을 침습하지 않는 뇌-기계 인터페이스(BMI), 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)뿐 아니라 수년에 이르는 장기간 동안 사용이 필요한 전자약 의료기기의 핵심기술로 활용 가능할 것”이라고 설명했다.