데일리연합 (아이타임즈M 월간한국뉴스신문) 김재욱 기자 | DGIST 로봇및기계전자공학과 장경인 교수(교원 창업기업 '엔사이드' 대표 겸직)가 'NANO KOREA 2024'에서 연구혁신부문(우수 연구개발성과) '과학기술정보통신부 장관상'을 수상했다.
제22회 국제 나노기술심포지엄 및 융합전시회(이하 'NANO KOREA 2024')는 과학기술정보통신부와 산업통산자원부가 주최하고, 나노기술연구협의회와 나노융합산업연구조합이 주관하는 국내 최대 규모의 국제 나노과학기술 심포지엄이다.
'NANO KOREA 2024'에서 과학기술정보통신부 장관상을 수상한 장경인 교수는 교원 창업기업인 '엔사이드'의 대표로, 로봇및기계전자공학과 오세혁 박사과정생, 제갈장환 석박사통합과정생과 함께 영장류의 자연 본능 행동 중 뇌신경 활성을 한 달 동안 무선으로 실시간 측정할 수 있는 '완전 매립형 무선 뇌신경 신호 기록기'를 개발했다. 연구팀은 이번 연구성과로 '의공학 분야의 학문과 산업 발전에 기여한 공로'를 인정받아 수상의 영예를 안았다.
고령화 시대가 도래함에 따라 난치성 뇌 질환 등을 극복하기 위해 뇌신경 신호를 과학적으로 탐구해 이를 치료하는 방안을 찾을 수 있는 뇌공학 기술의 개발이 지속적으로 요구되고 있다. 이를 위해서는 뇌신경 신호의 수집이 필수적으로 필요한데, 기존의 뇌신경 임플란트 기술의 경우 유선으로 장비를 연결하거나, 무선 장치를 활용하더라도 뇌 속 장치의 주기적인 배터리 충전이 필요하기에 이를 활용하는데 제약이 존재했다. 이로 인해 인간과 같이 지능이 높은 영장류를 대상으로 자유로운 일상 활동에서 발생하는 뇌신경 신호 수집이 어렵기 때문에, 뇌 속 작은 공간에 삽입이 가능하고, 배터리 없이 뇌의 신호를 무선으로 전송할 수 있는 '브레인 칩' 기술 개발이 필요했다.
이에 장경인 교수는 내장 배터리 없이 무선으로 행동에 제약을 주지 않고 신호를 은밀하게 측정할 수 있는 '완전 매립형 무선 뇌신경 신호 기록기'를 개발했다. 해당 기술은 영장류의 자연 본능 행동 연구를 위한 공학적 플랫폼으로, 뇌 심부 영역의 뉴런 단위 신호를 측정하기 위한 3차원 다공성 전극 및 생분해성 셔틀을 활용한 신경 탐침 삽입 기술, 무선 동작을 위한 광범위 무선 전력 전송 및 무선 통신 기술, 그리고 인공지능 신호처리 기술을 접목한 융합 기술이다.
DGIST 장경인 교수는 "기존의 ‘뇌신경 신호 수집 기술’은 활용 시 제약사항이 있어 설치류를 대상으로는 실험이 가능했으나, 실제 환자에게 임상 시험 시 성공률이 낮았다"며, "이번에 개발한 '완전 매립형 무선 뇌신경 신호 기록기'는 인간과 98% 이상 DNA가 일치하는 영장류의 전임상 시험 환경을 새롭게 제공함으로써 신약 개발 시 임상 진입의 성공 확률을 비약적으로 높일 수 있는 플랫폼 기술이다. 이를 통해 뇌와 행동 간의 관계 및 뇌신경 회로를 규명하는 뇌신경과학 분야와 난치성 뇌 질환(파킨슨, 알츠하이머 등) 치료를 위한 전자약 기술까지 확장할 수 있어 향후 사회적 가치를 창출할 것으로 기대하고 있다"고 밝혔다.
한편, DGIST 장경인 교수는 이번에 개발한 기술을 확장해 뇌신경 신호 측정을 통한 진단과 실시간 신호처리 및 광학적·약리학적·전기적 자극 기술을 통합한 전자약 기술을 개발할 계획이다. 향후 미국 하버드 대학 및 MIT와 전략적 파트너쉽을 통해 난치성 뇌 질환 환자를 대상으로 임상에 도전할 예정이다. 또한, 장경인 교수가 창업한 기업인 '엔사이드'는 세계 최초로 배터리 없는 뇌공학 기술의 임상 및 식약처 인허가를 통해 첨단 바이오산업을 선도하고자 한다.
