작성일 : 21-01-03 15:22
KIST, 김형민 박사연구팀 '무선 저강도 집속초음파 뇌 자극기' 제작 , 수술없이 착용만으로 '뇌졸중' 치료 가능해진다
 글쓴이 : happy
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수술없이 착용만으로 '뇌졸중' 치료 가능해진다

  •  길애경 기자
  •  
  •  승인 2020.12.20 15:30
 

KIST, 김형민 박사연구팀 '무선 저강도 집속초음파 뇌 자극기' 제작
초음파 두개골 통과, 손상된 뇌 신경 무선 재활 치료  

KIST 연구팀이 수술없이 착용만으로 뇌졸중을 치료할 수 있는 기술을 개발했다. [사진= KIST]
KIST 연구팀이 수술없이 착용만으로 뇌졸중을 치료할 수 있는 기술을 개발했다. [사진= KIST]
수술없이 착용만으로 뇌졸중을 치료할 수 있는 기술이 개발돼 상용화가 기대된다.

KIST(한국과학기술연구원·원장 윤석진)는 김형민 바이오닉스연구센터 박사팀착용 가능한 무선 저강도 집속초음파 뇌 자극기를 제작, 뇌졸중 동물 모델에 적용해 뇌졸중으로 손상된 뇌신경의 무선 재활치료가 가능한 기술을 개발했다고 20일 밝혔다.

이번 개발 된 기술은 수술없이 초음파가 두개골을 통과해 원하는 위치에 정확히 에너지를 전달한다. 이를 통해 신경세포를 활성 또는 억제할 수 있어 뇌신경 손상 질환의 치료를 가능케 한다.

연구팀은 2018년 소뇌 심부에 저강도 집속초음파 자극으로 일부 마비에 의해 저하된 운동 기능이 회복되는 치료법을 밝힌 바 있다. 2020년에는 뇌졸중 소뇌 심부 저강도 집속초음파 자극 치료 기술이 뇌파 중 하나인 델타파의 변화와 밀접하게 연관됨을 입증했다.

기존 초음파 뇌자극기는 무겁고 고정돼있어 마취되거나 고정된 동물 대상 실험만 가능해 실용화가 어려웠다. 연구팀은 약 20g의 가벼운 착용형 뇌 자극기를 개발, 뇌졸중 쥐 모델에 사용해 운동 능력을 측정했다. 

그 결과 뇌졸중 쥐 모델의 뇌에서 운동을 관장하는 영역에 약 426kPa의 압력을 갖는 초음파를 가해 재활 3일 후 초음파를 가하지 않은 뇌졸중 모델과 비교했을 때 운동 능력이 유의미하게 향상됐다. 재활 7일 후에는 정상 쥐와 유사한 운동 능력을 보이는 것을 확인할 수 있었다.  

연구팀이 개발한 뇌 자극기는 가볍고 무선이어서 신체적 움직임에 따른 제약 없이도 초음파로 뇌 운동 영역을 자극, 뇌졸중으로 손상된 신경 재활 가능성을 보여줬다. 

김형민 박사 "최근 착용형 뇌 자극 기술이 빠르게 발전하고 있는 가운데 착용형 초음파 기기를 이용한 비침습적인 뇌신경 재활 치료가 가능하다는 것을 입증했다 것이 본 연구의 의의"라며 "앞으로 자극 후 안전성과 질병 치료의 효과를 보장하기 위해서 초음파 자극을 통한 신경조절의 분자적, 세포적 메커니즘을 밝혀 자극 프로토콜을 최적화하는 후속 연구가 필요하다"고 말했다.

이번 연구는 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업으로 수행됐다. 연구 결과는 의공학 분야 국제 저널인 'IEEE Transactions on Biomedical Engineering' 최신 호에 게재됐다제 1저자는 김예브기니 KIST 바이오메디컬융합연구본부 바이오닉스연구센터 박사.