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서울시립대 박동욱 교수, 투명 그래핀 신경 전극 이용 두뇌 전기 자극 기술 개발
나노 분야 국제 저명 학술지에 연구논문 게재
2018년 01월 12일 (금) 15:29:55

[대학저널 정성민 기자] 서울시립대학교(총장 원윤희) 전자전기컴퓨터공학부 박동욱 교수(1저자)와 위스콘신대학교 연구팀이 '투명 그래핀 신경 전극을 이용한 두뇌 전기 자극 기술' 개발에 성공했다. 박 교수팀의 연구 결과는 나노 분야의 국제 저명 학술지인 <ACS Nano(Impact factor 13.942)>에 게재(2017년 12월 18일자)됐다. 

   
▶박동욱 교수

두뇌 신경 전극은 뇌파를 측정하거나 두뇌를 자극하는 데 사용되는 의용기기다. 주로 두뇌 활동을 연구하고 신경 질환을 치료하는 데 사용됐다. 

기존 신경 전극은 금속 재질로 이뤄졌다. 따라서 의료 영상이 왜곡되는 것이 단점이다. 반면 박 교수팀이 개발한 그래핀을 이용한 투명 신경 전극은 의료 영상화 기술과 간섭이 적다. 이에 전기 자극과 동시에 정밀한 모니터링이 가능하다. 

그래핀은 단일 탄소 원자층으로 이뤄진 신소재다. 최근 전자, 바이오 분야에서 다양하게 이용되고 있다. 박 교수팀은 다양한 크기의 그래핀 신경 전극을 제작하고 쥐 실험을 통해 그래핀 전극이 전달할 수 있는 전기 자극 한계를 정량화함으로써, 두뇌 전기 자극이 가능함을 검증했다. 특히 의료 영상화와 접목, 그래핀으로 두뇌를 전기 자극함과 동시에 전기 자극 부위를 시공간적으로 영상화는 데 성공했다.

앞서 박 교수팀은 기존 그래핀 신경 전극을 통한 뇌파 측정 연구에도 성공했다.  이어 이번에 뇌 전기 자극도 성공함으로써 투명 그래핀 전극 활용 가능성을 넓혔다. 향후 파킨슨병, 간질 등과 같은 신경 질환 치료에도 응용 가능할 것으로 기대된다.

박 교수는 "해당 연구는 반도체, 신소재, 바이오 기술의 성공적인 융합이라는 측면에서 가치가 있다"면서 "우리나라의 의용기기와 바이오센서 분야 발전에 도움이 될 것"이라고 말했다.

   
▶투명 그래핀 신경 전극을 이용한 뇌 전기 자극 실험 모식도(좌)와 전기 자극 부위의 실시간 영상화(우)

정성민 기자 jsm@dhnews.co.kr
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