ETRI(한국전자통신연구원)가 안전하고 효율적으로 뇌 신경세포를 자극하는 신경전극을 개발했다.

신경전극은 뇌 신경에 고효율로 전하를 주입해 자극하는 전극으로 뇌 신경연구에 필수 요소다.

기존에는 백금이나 나노입자, 나노선 등을 이용해 신경전극을 만들었지만 표면적이 작아 전하주입 효율이 낮고, 강도가 크게 떨어지는 단점이 있었다.

ETRI 연구진은 평면 전극에 스펀지와 같은 50 ㎚(나노미터) 크기의 구멍을 뚫은 금 나노구조체와 10 ㎚ 이하 두께의 이리듐 산화물 나노박막을 결합, 신경세포에 전기자극이 가능한 신경전극 구조를 만들었다.

이렇게 만들어진 전극은 신호 감도가 2배 이상 뛰어나고 동시에 전기 자극 효율도 크게 향상됐다.

이를 쥐의 뇌신경조직에 적용해 자극 반응에 따른 신경 신호를 측정한 결과 0.1 V(볼트)의 아주 낮은 자극에서도 반응 신호 검출이 가능했다.

또 그동안 15% 이하의 수준이던 전하주입효율도 25%까지 끌어올렸다고 연구진은 설명했다.

특히 이번에 개발된 신경전극은 인체 삽입용으로 개발하고 있는 유연전극 및 침 전극에도 적용할 수 있어 앞으로 뇌 과학 분야 발전에 기여할 것으로 연구진은 기대하고 있다.

ETRI 정상돈 시냅스소자창의연구실장은 "이 기술을 바탕으로 뇌 이식용 유연 신경전극 제작 기술을 중점 연구개발 계획"이라며 "기술이 보급될 경우 국내 뇌 과학 수준 향상은 물론 뇌질환자의 기능 회복을 통한 고령화 대응, 그리고 분산형 인공지능 시스템 구현에 기여할 것으로 기대된다"라고 말했다.

한편, 이번 연구는 미래창조과학부의 정부출연금사업과 미래융합 파이오니아 사업의 지원을 받아 정상돈 시냅스소자창의연구실장과 시냅스소자창의연구실 김용희 박사, 김국화 선임연구원, 원광대학교 의과대학 김민선 교수가 참여했다.

연구 결과는 국제 학술지 '나노 레터(Nano Letters)' 온라인에 게재됐다.
 

충청비즈  thecm11@naver.com

<저작권자 © 충청비즈, 무단 전재 및 재배포 금지>