[베리타스알파=김하연 기자] 서울시립대는 전자전기컴퓨터공학부 박동욱 교수(1저자)와 위스콘신 대학교 연구팀이 수행한 ‘투명 그래핀 신경 전극을 이용한 두뇌 전기 자극 기술 개발’ 연구결과가 나노분야 국제저명학술지인 'ACS Nano'에 지난달 18일자로 게재됐다고 12일 밝혔다.
두뇌 신경 전극은 뇌파를 측정하거나 두뇌를 자극하는데 사용되는 의용기기로서 두뇌 활동을 연구하고 신경 질환을 치료하는데 사용돼 왔다. 기존의 신경 전극은 금속 재질로 이루어져 있어서 의료 영상이 왜곡되는 단점이 있는데 반해, 이번 연구개발 기술은 그래핀을 이용한 투명 신경 전극은 의료 영상화 기술과 간섭이 적어 전기 자극과 동시에 정밀한 모니터링이 가능하다.
그래핀은 단일 탄소 원자층으로 이루어진 신소재로서 최근 전자, 바이오 분야에 다양하게 이용되고 있다. 본 연구에서는 다양한 크기의 그래핀 신경 전극을 제작하고 쥐 실험을 통해 그래핀 전극이 전달할 수 있는 전기 자극 한계를 정량화함으로써 두뇌 전기 자극이 가능함을 검증했다. 특히 의료 영상화와 접목하여 그래핀으로 두뇌를 전기 자극함과 동시에 전기 자극 부위를 시공간 적으로 영상화하는데 성공했다.
연구팀은 기존 그래핀 신경 전극을 통한 뇌파 측정 연구에 이어(Nature Communications, 2014), 뇌 전기 자극도 성공함으로써 투명 그래핀 전극의 활용 가능성을 넓혔다. 기존 불투명 신경 전극으로는 수행하지 못했던 연구들을 수행함으로써 두뇌에 대한 이해를 높이고, 향후 파킨슨병, 간질 등과 같은 신경 질환 치료에도 응용 가능할 것으로 기대됐다.
박 교수는 “해당 연구는 반도체, 신소재, 바이오 기술의 성공적인 융합이라는 측면에서 가치가 있으며, 우리나라의 의용기기 및 바이오센서 분야 발전에 도움이 될 것”이라고 말했다.
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