미국 UC버클리 연구팀이 뇌 전기신호를 조절하기 위해 개발한 칩셋.뇌의 전기신호를 조절해 노인성 치매(알츠하이머), 간질 증상의 악화를 막는 기술이 미국 연구팀에 의해 개발됐다.
미국 의학전문보도매체 메디컬익스프레스는 미국 버클리캘리포니아대(UC버클리)가 이처럼 뇌 전기신호를 미세하게 제어할 수 있는 장치를 만들었다고 1일(현지시간) 전했다. 해당 기기명은 ‘윈드(WIND)’다. 무선으로 신경을 인위적으로 자유롭게 조절하는 장치라는 영문의 약칭이다.
윈드의 작동원리는 전극으로 전기적 신호를 줘 심근을 조정하는 심장박동기(페이스메이커)와 유사하다. 두부 외피에 심어지는 2개의 전자칩이 두뇌에 붙여진 64개의 전극을 통해 전달되는 신호를 분석해 이상 부위가 감지되는 즉시 뇌에 전기자극을 가하는 방식으로 동작한다. 예컨대 경련·발작 등의 신호가 감지되면 전기자극 한도를 자동으로 재조정해 증상 발현을 억제하는 것이다. 연구팀은 히말라야원숭이의 팔 움직임을 뇌 전기자극으로 제어하는 실험을 통해 윈드의 성능을 입증했다. 해당 실험 결과는 과학학술지 ‘네이처 바이오메디컬엔지니어링’ 최신호에 게재됐다
이 장치는 피드백(반응)에 따라 자극을 자동조정하는 ‘폐회로(closed-loop)’ 방식으로 작동하므로 전기자극을 주는 것과 동시에 기록 작업을 수행한다. 특히 128개 부위에서 발생하는 전기적 활동신호를 동일한 숫자의 채널로 기록할 수 있다. 이는 8개 채널로만 기록할 수 있었던 기존의 폐회로 시스템과 비교되는 대목이다.
다만 윈드가 제대로 효과를 내려면 연구가 더 필요한 것으로 전해졌다. 발작 등의 증상에 앞서 나타나는 전기신호를 감지하고 이를 막는 전기자극의 주파수와 강도를 결정하기가 매우 까다롭기 때문이다. 이번 연구팀의 리키 뮬러 박사는 “이 기기가 최상의 자극 기능을 갖춰 환자들에게 최선의 결과를 줄 수 있기를 바란다”며 “그렇게 하려면 뇌 신경(뇌파)의 특징을 계속 듣고 기록할 수밖에 없다”고 설명했다.
