인간의 뇌·외부기계 연결 고효율 신경탐침 개발…DGIST 장재은 교수 연구팀

DGIST(총장 손상혁)는 최근 정보통신융합공학전공 장재은 교수<사진> 연구팀이 인간의 뇌와 외부 기계를 연결할 수 있는 고효율 뇌신경 탐침을 개발했다고 밝혔다.

장 교수 연구팀은 DGIST 정보통신융합공학전공 최지웅 교수, 뇌·인지과학전공 문제일 교수, 에너지시스템공학전공 이윤구 교수와 융합연구팀을 구성해 2차원 물질인 그래핀과 나노와이어 기술을 접목한 저항이 낮고 생물학적 안전성이 높은 뇌신경 탐침을 개발했다.

융합연구팀은 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 띠고 있어 미세한 뇌신호 측정이 가능하고 신호 획득 효율이 높은 것이 특징이다.

또 그래핀 물질 기반의 신호 전송 케이블을 활용한 전극 연결구조가 유연해 뇌와 같은 연약한 부위에서 전기신호를 안전하게 획득할 수 있으며, 전도성 폴리머를 이용해 전기적 특성과 생체 안전성을 개선했다.

융합연구팀이 개발한 고효율 뇌신경 탐침은 뇌졸중과 같은 뇌질환 치료를 위한 전기신호 획득 및 자극에 활용될 수 있으며, 이를 기반으로 인간과 기계를 결합하는 다양한 인터페이스에 적용될 것으로 기대된다.

DGIST 정보통신융합공학전공 장 교수는 “고효율 뇌신경 탐침은 인간과 기계가 물리적, 정신적으로 교류하는 4차 산업혁명을 현실화할 수 있는 필수 기반 기술”이라면서 “무선기능의 탑재 등으로 인간과 기계가 보다 편리하게 연결될 수 있도록 후속연구를 진행할 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 미국화학회(ACS)에서 발간하는 재료과학 분야 국제학술지 ‘ACS 어플라이드 머티리얼즈 & 인터페이스’ 3월17일자 온라인 판에 게재됐으며 DGIST 미래선도형특성화연구사업(세부 과제명: 전기적 방법에 의한 뇌손상 재활 및 대채기술개발)의 지원을 받았다.

박종문기자 kpjm@yeongnam.com

박종문 기자

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