모자처럼 쓰면 스마트폰 화면에 뇌 활동 보인다

2018.10.16 20:33
광주과학기술원(GIST)이 개발한 복합 뇌 모니터링 시스템. 모자처럼 간편하게 착용할 수 있으며, 동시에 두 가지 뇌 신호를 측정할 수 있다. - GIST 제공
광주과학기술원(GIST)이 개발한 복합 뇌 모니터링 시스템. 모자처럼 간편하게 착용할 수 있으며, 동시에 두 가지 뇌 신호를 측정할 수 있다. - GIST 제공

국내 연구진이 공간의 제약을 받지 않고 어디서나 쉽게 착용하고 장시간 뇌 활동을 실시간 추적 관찰할 수 있는 모자형태의 뇌 모니터링 시스템을 개발했다. 간질, 치매 등 뇌질환 환자 보호나 다양한 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스(BMI)’ 연구에 활용할 수 있을 것으로 기대를 모은다.
 
이흥노 광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부 교수팀은 건식 뇌파(EEG) 전극과 기능적 근적외선 분광기법(fNIRS)을 이용해 언제 어디서든 뇌 활동을 관찰할 수 있는 복합 뇌 모니터링 시스템을 개발했다고 16일 밝혔다.

 

뇌 활동을 관찰하기 위한 뇌영상 기법에는 EEG나 fNIRS 외에도 기능성 자기공명영상촬영(fMRI)과 뇌자도(MEG) 등이 있다. 그러나 이 같은 기존 기법에는 고가의 복잡한 측정 장치가 필요하기 때문에 실험실이나 병원에서 연구나 뇌질환 치료 등에 제한적인 목적으로 사용돼 왔다. 또 한 가지 기법으로는 동시 다발적으로 발생하는 뇌 활동 중 단편적인 정보만을 관찰해 한계가 있었다.
 
이런 문제를 해결하기 위해 연구진은 뇌파와 기능적 분광촬영이 동시에 가능하면서 시스템을 휴대용 기기만큼 소형화시켰다. 또 뇌파획득을 위해 두피에 액상의 전도성 젤을 발라야 하는 기존의 습식 전극을 건식 전극으로 대체하고, 머리에 쉽게 착용이 가능한 모자 형태로 설계해 장비 사용의 불편함을 해소했다. 블루투스 통신을 활용하면 획득한 뇌파 및 뇌혈류 신호를 컴퓨터와 휴대전화 등 기기로 간편하게 전송할 수도 있다.

 

이 교수는 “이번 연구에서 두 종류의 뇌신호를 동시에 측정함으로써 뇌활동 모니터링의 정보량을 극대화해 연구실이 아닌 실생활에서도 사람이 무슨 생각을 하고 어떤 결정을 하는지에 대해 면밀한 분석이 가능하게 됐다”며 “브레인 마케팅, 뇌질환 환자 모니터링 등에 폭넓게 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.

 

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘전기전자기술자협회(IEEE) 트랜스액션스 온 바이오메디컬 엔지니어링’ 8월 27일자에 게재됐다.

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