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가볍게 착용해 뇌졸중 손상 뇌신경 재활하는 초음파 자극기

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가볍게 착용해 뇌졸중 손상 뇌신경 재활하는 초음파 자극기

2020.12.20 12:00
개발된 무선 착용형 뇌 자극 시스템 생쥐에 착용시켜 실험하고 있다. KIST 제공.
개발된 무선 착용형 뇌 자극 시스템 생쥐에 착용시켜 실험하고 있다. KIST 제공.

국내 연구진이 뇌졸중으로 손상된 뇌신경의 재활 치료를 할 수 있는 무선 초음파 뇌 자극기를 개발했다. 사망률이 높고 사망하지 않더라도 신경세포에 심각한 손상을 줄 수 있는 뇌졸중 환자들의 뇌신경 재활 치료 기술로 활용될 것으로 기대된다. 

 

한국과학기술연구원(KIST)은 김형민 바이오닉스연구센터 책임연구원이 착용이 가능한 무선 저강도 집속 초음파 뇌 자극기를 제작했다고 20일 밝혔다. 

 

연구진은 2018년 소뇌 심부에 저강도 집속 초음파 자극을 가해 편마비에 의해 저하된 운동기능이 회복되는 치료법을 규명한 바 있다. 연구를 진전시켜 올해에는 뇌졸중 소뇌 심부 저강도 집속 초음파 자극 치료기술이 뇌파 중 하나인 델타파의 변화와 밀접한 관련이 있다는 사실을 입증했다. 

 

연구진이 선행 연구에서 확보한 기술을 뇌졸중 환자의 재활 치료에 효율적으로 사용하려면 초음파 기계를 일상생활에서 편하게 착용할 수 있어야 한다. 그러나 기존 초음파 뇌 자극기는 무거운데다 고정형이어서 실용화하는 데 어려움이 있었다. 

 

연구진은 축적된 연구결과를 토대로 저강도 집속 초음파를 무선으로 조정할 수 있는 약 20g 무게의 가벼운 착용형 뇌 자극기를 개발했다. 효능을 확인하기 위해 뇌졸중 쥐 모델에서 운동 능력을 측정한 결과, 재활 효능이 있다는 사실을 검증했다. 

 

연구진이 개발한 뇌 자극기는 가벼운데다 무선이어서 신체적 움직임에 따른 제약이 없어도 초음파로 뇌 운동 영역을 자극해 뇌졸중으로 손상된 신경 재활이 가능하다는 사실을 보여줬다. 

 

김형민 책임연구원은 “착용형 초음파 기기를 이용한 비침습 뇌신경 재활 치료가 가능하다는 것을 입증했다”며 “초음파 자극을 통한 신경조절의 분자적, 세포적 메커니즘을 밝혀 자극 프로토콜을 최적화하는 후속 연구가 필요하다”고 밝혔다.

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