연세대학교 전기전자공학과 채영철 교수, 안종현 교수 연구팀은 강원대 배준성 교수, 인천대 양성구 교수와의 공동연구를 통해 뇌질환 치료 등에 사용 가능한 완전 이식형 무선 뉴럴 레코딩 기술을 개발했다. 이는 반도체 칩 설계 분야 올림픽으로 일컬어지는 국제고체회로학회(International Solid-State Circuits Conference, ISSCC)에 2022년 구두 발표될 논문으로 선정됐다.

연구팀이 개발한 기술은 뇌에서 발생하는 생체 신호를 측정·해독해 기기를 제어하는 뇌-컴퓨터 인터페이스(brain computer interface: BCI)의 핵심 기술로서, 뇌질환 환자(뇌전증, 파킨슨병, 이명, 뇌졸중 등)에게서 감지되는 뇌파를 디코딩함으로써 질병의 진단이 가능하며 이를 통한 치료에 적용될 수 있다.

연구팀은 이 기술을 통해 뇌 활동을 측정하고 전송하는 새로운 형태의 반도체 칩을 개발했으며, 무선으로 신호를 전송해 스마트폰이나 PC에서 해독하는 데 성공했다. 특히 기존에는 전력 전송과 무선 통신을 위해 이식형 기기와 체외 기기 간의 정확한 정합과 위치 선정이 필요했지만, 이 단점을 완전히 극복해 자유로운 이식형 기기의 위치에서도 충분한 전력 전송과 높은 통신 대역폭을 얻어낼 수 있게 된 것이 특징이다.

이러한 기술을 통해 무선으로 전송된 전력을 사용하는 이식형 칩에서 뇌의 아날로그 신호를 디지털로 전환해 신호를 멀리 떨어진 귀나 등에 위치한 체외 장치로 내보내는 기술을 선보였다. 

연세대 채영철 교수는 “해당 이식형 칩은 정확한 정합 없이도 기존의 인덕터 결합, 광/초음파 방식에 비해 훨씬 넓은 대역폭과 효율을 달성한 것이 주요 특징”이라며, “외부와의 유선 연결이 불필요한 완전 이식형 뉴럴 레코딩 기술의 새로운 전기를 마련할 것으로 기대된다”고 연구의 의의를 밝혔다. 

이 연구는 산업통상자원부의 ‘산업기술 알키미스트 Brain to X’ 프로그램 지원으로 수행됐다.

이현건 기자 다른기사 보기