한빛사 인터뷰
- 등록2025-04-16
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
파킨슨병은 대표적인 신경퇴행성 질환으로, 기존 약물치료와 뇌심부자극 (Deep Brain Stimulation; DBS) 등에서 나타나는 한계와 부작용으로 인해 새로운 치료 패러다임에 대한 필요성이 증대되고 있습니다. 최근 신경공학 및 생체재료 분야에서는 최소침습 및 무선 제어가 가능한 신경 임플란트 개발이 활발히 진행되고 있으며, 특히 그래핀과 같은 첨단 소재를 활용한 전극이 높은 생체적합성과 우수한 전기전도성로 주목받고 있습니다.
저희 연구팀은 이러한 최신 연구 동향에 주목하여, 무선으로 측정가능한 피질 전극을 개발하였습니다. 이 장치는 뇌의 운동 피질에 직접 위치하여 실시간 뇌파 모니터링과 고주파 전기 자극 기능을 구현함으로써 파킨슨병 동물 모델의 운동 기능 회복에 기여하는 것을 목표로 하였습니다. 연구 과정에서는 임플란트의 설계 최적화, 그래핀 전극 배열의 효율 개선, 무선 통신 시스템 및 에너지 관리 기술 등 다양한 요소들을 체계적으로 검토하고 조율하였습니다. 또한, 전기생리학적 신호와 행동 평가를 통해 임플란트의 효과 및 안전성을 다각도로 분석함으로써, 차세대 신경 치료 장치 개발에 필요한 기초 연구 자료를 확보하였습니다.
이와 같은 연구 결과는 파킨슨병 치료 기술 분야에서 혁신적인 접근법을 제시하며, 향후 임상 적용을 위한 기반 기술로 발전할 가능성이 매우 크다고 할 수 있습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저희 연구는 인천대학교 양성구 교수님을 중심으로 한 BMI 연구소에서 진행되었습니다. BMI 연구소는 뇌-기계 인터페이스 분야의 최첨단 연구를 위해 여러 전문 연구자들이 모여 융합 연구를 수행하는 곳으로, 이번 연구 역시 다양한 분야의 전문가들과 긴밀히 협력하며 진행되었습니다.
구체적으로는, 양성구 교수님을 주축으로 하여, 양성칠 박사님께서 실험 디자인을 해주셨고, 이성규 박사님께서 무선 인터페이스 개발 분야에서 중추적인 역할을 하셨습니다. 또한, 그래핀 전극 소재 관련하여 안종현님께서 전문적인 조언을 제공해 주셨으며, 임상 뇌수술 분야에서는 정천기 교수님, 신경회로 분석은 김재근 교수님, 뇌파 데이터 분석은 김지범 교수님, 유전자 발현 분석 분야에는 한미령 박사님께서 각각 큰 도움을 주셨습니다.
이와 같이, BMI 연구소는 다양한 분야의 전문 지식과 기술이 모여 연구를 진행할 수 있는 협력 네트워크를 갖추고 있으며, 앞으로도 협력을 통한 연구 성과 확대와 임상 적용 가능성을 위해 지속적으로 협력할 예정입니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
이번 연구에서는 파킨슨병의 복잡한 증상을 개선할 수 있는 새로운 전기 치료 접근법을 제시함과 동시에, 파킨슨병을 포함한 여러 뇌질환 치료의 발전 가능성을 모색했습니다. 연구 과정에서는 임상 및 재료 관련 전문가들과 긴밀히 협력하여, 무선 인터페이스, 그래핀 전극 소재, 신경회로 분석 등 다양한 분야의 최첨단 기술을 융합하였습니다. 특히, 여러 임상 전문가와 재료 전문가들의 조언과 지원 덕분에, 본 기술이 향후 임상 환경에 안전하게 적용될 수 있는 가능성을 확인하게 되었습니다. 연구동료들과 함께 어려운 과제들을 하나씩 극복해 나가면서, 우리 연구가 임상으로 번역되어 실제 환자들의 삶의 질을 개선할 수 있다는 확신과 함께 큰 자부심과 보람을 느꼈습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
신경공학 및 생체재료 분야는 여러 전통적 학문 경계를 넘나드는 융합 연구의 장이라고 생각합니다. 저희 연구 역시 기초 과학과 공학적 원리를 충실히 학습한 후, 다양한 분야의 최신 기술과 지식을 함께 나누며 진행할 수 있었습니다. 다양한 분야의 연구자들과의 소통과 협업을 통해 서로의 경험을 배울 수 있도록 노력하는 것이 중요하다고 생각합니다. 저희도 여러 선배님들과 동료 연구자분들의 아낌없는 지도와 협력 덕분에 좋은 연구를 진행할 수 있었음을 기억하고 있으며, 앞으로도 이러한 관계가 지속된다면 더 귀중한 연구 성과를 이루실 수 있으리라 믿습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재 저희는 본 무선 신경 임플란트 시스템의 성능 최적화와 장기적인 안전성 평가를 중심으로 후속 연구를 진행하고 있습니다. 단기적으로는 배터리 수명 연장 및 데이터 전송 안정성 강화에 주력하여, 체계적인 검증을 통해 임상 전 단계로의 진입 가능성을 모색할 예정입니다.
또한, 임상 단계에서는 파킨슨병의 치료 전략을 보다 폭넓게 적용할 계획입니다. 일반적으로 파킨슨병 초기 단계에서는 L-dopa 등의 약물 투여를 통해 증상을 완화시키는 경우가 많으나, 중증 환자나 약물치료에 한계가 있는 경우에는 본 기술의 전기 치료 효과가 중요한 역할을 할 것으로 기대하고 있습니다. 이를 바탕으로, 파킨슨병 치료에 있어서 약물치료와 무선 신경 임플란트 기반 전기 치료의 병행 혹은 보완적 접근법을 구체적으로 검토할 예정입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
저희 BMI 센터는 양성구 교수님을 필두로, 파킨슨병을 비롯한 각종 뇌질환 치료에 특화된 센터 구축을 목표로 하고 있습니다. 뇌졸중, 간질 등 다양한 뇌질환 환자들을 위한 재활 센터, 로봇 센터 등을 마련하여, 임상 단계에서의 효과적인 치료와 환자 맞춤형 관리가 가능하도록 할 계획입니다.
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