▲ 광전자소자와 센서를 달고 있는 쥐의 사진

김태일 성균관대학교·美 대학 공동 연구 <사이언스> 게재

국내 연구진이 동물의 행동과 감정을 조절할 수 있는 마이크로 광전자 장치(소자)를 제조해 알츠하이머·간질 등 뇌와 신경 관련 난치병을 치료하는 획기적 방법을 제시했다.

김태일 성균관대 화학공학과 교수와 미국 일리노이 대 존 로저스 교수, 워싱턴 대 마이클 브루카스 교수 등과 공동 연구한 ‘세포 크기의 광학 소자를 이용한 광유전학 응용’이란 제목의 논문은 세포 크기의 광소자로 특정 신경을 조절, 뇌로부터 신호가 전달되지 않아도 실험자가 원하는 대로 동물의 움직임을 조절할 수 있다는 내용을 담고 있다.

도파민dopamine은 쾌락과 행복감에 관련된 감정을 느끼게 해주는 신경전달물질 호르몬으로 연구팀은 쥐의 도파민 분비를 담당하는 부위에 빛에 민감하게 반응하도록 하는 특정 단백질을 투입했다. 그 결과,  마이크로 광소자와 온도 센서, 전기생리학 센서, 광센서를 함께 주입해 뇌파, 온도의 변화를 확인했다.

또한 무선으로 광학소자 등을 제어해 동물을 특정 영역에 머물게 할 수 있다는 결과를 제시했다. 김 교수는 “그동안 연구가 어려웠던 뇌와 신경의 난치병인 간질과 파킨슨병 등의 치료에 전자소자가 효과적으로 사용될 수 있음을 보여줌으로써 새로운 고부가가치의 의료기기 발전에 큰 영항을 줄 것이다”며 “인체 내의 신호를 인공으로 제어 해 향후 로봇 등과 같은 첨단 분야에도 폭넓게 사용할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이 연구 결과는 <사이언스> 온라인판에 게재되었다.

글. 브레인 편집부