인천성모병원·실감교류인체감응솔루션연구단 '저강도 집중초음파 뇌자극기'
차가움·찌릿함·가려움 등 뇌 촉감부위 확인…뇌질환 치료 목표
저강도 초음파를 이용해 파킨슨병을 비롯한 뇌질환과 우울증을 치료할 수 있는 신기술 개발이 추진되고 있다.
정용안 가톨릭의대 교수(인천성모병원 핵의학과)와 미래창조과학부 글로벌 프론티어사업으로 추진되고 있는 실감교류인체감응솔루션연구단(단장 유범재)이 참여한 공동연구팀은 '저강도 집중초음파 뇌자극기'를 개발, 상용화를 위한 임상시험을 진행하고 있다고 16일 밝혔다.
임상시험을 통해 효과가 입증되면 수술이나 약물없이도 안전한 초음파를 이용해 뇌질환을 치료할 수 있는 길이 열릴 전망이다.
공동연구진은 저강도 집중초음파 뇌자극기를 이용, 약 250KHz(헤르츠)의 약한 초음파를 파킨슨병은 기저핵 등에, 우울증은 전두엽 등에 쏴 효과를 살피고 있다.
공동연구진은 "자기장이나 전기를 이용해 뇌에 자극을 주는 방법도 있지만, 자극이 강해 뇌를 손상시킬 수 있다"며 "저강도 집중초음파 방식은 미국 식품의약국(FDA)과 유럽 안전기준 내에서 사용하기 때문에 안전하다"고 설명했다.
정용안 교수는 "저강도 집중초음파 뇌자극기로 뇌 특정 부위의 신경을 자극해 뇌질환을 치료하는 방식"이라며 "수술이나 약물치료를 하지 않거나 최소화 하면서도 치료효과를 얻을 것으로 기대한다"고 밝혔다.
저강도 초음파를 이용한 뇌 질환 치료는 뇌에서 손의 촉감을 관장하는 부위를 찾는 실감교류인체감응솔루션연구단의 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 연구가 바탕이 됐다. 뇌의 다양한 전기신호를 컴퓨터에 입력해 활용하는 방법이 인천성모병원 공동연구진의 임상과 결합하면서 저강도 집중초음파를 이용한 연구로 진전됐다.
인천성모병원과 실감교류인체감응솔루션연구단 공동연구진은 뇌의 각 특정 부위를 자극, 손에서 차가움이나 찌릿함 등의 가상 감각을 만들어낸데 이어 뇌 표면을 2∼3mm 간격으로 촘촘히 나눠 초음파 자극을 주면서 부위별로 관련된 촉감을 찾아내는 연구를 통해 차가움·찌릿함·가려움 등 10여 가지 촉감을 느끼는 뇌의 각 부위를 확인했다고 밝혔다.
정용안 교수는 "차가운 물에 손을 담글 때와 딱딱한 물체에 손이 닿을 때 뇌가 반응하는 부위가 서로 다르다"며 "이 정보를 컴퓨터에 저장한 뒤 역으로 이용하면 컴퓨터로 뇌 기능을 조절해 가상의 촉감을 만들 수 있다"고 말했다.
예를 들어 인터넷으로 호빵을 검색하고, 호빵의 질감에 관련된 촉감을 관장하는 뇌 부위를 자극하면 마치 따끈따끈한 호빵을 만지고 있는 것 같은 느낌이 들게 할 수 있다는 것.
"뇌의 각 부위별 기능을 알아내고 정확하게 원하는 부위에 초음파 자극을 주어 뇌신경을 조절하는 기술이 완성된다면, 파킨슨병·우울증 등 다양한 뇌 질환의 치료가 가능하다"고 밝힌 정 교수는 "저강도 집중초음파 뇌자극기를 이용한 뇌 질환 치료는 몇 년 뒤에는 상용화 할 수 있을 것"이라고 전망했다.
