뇌에 삽입형 다기능 전자소자 제조방법 구현
성대 김태일교수팀 논문‘네이처 프로토콜’표지 장식
알츠하이머병, 간질 등 뇌·신경질환 치료 신기원 기대

국내 연구진이 뇌에 삽입형 다기능 전자소자를 제조하는 방법 및 이를 광유전학 (Optogenetics)에 응용하는 실험방법을 다룬 논문이 세계 저명 학술지인 ‘네이처’ 자매지인 ‘네이처 프로토콜’(Nature Protocols) 2013년 12월호 표지논문으로 실렸다.
이 연구는 기존의 광유전학에 사용하여 온 광섬유를 전자소자로 대체할 수 있는 방법을 제시하고, 전자소자에 대한 제조 프로토콜을 제시하여 이 방법이 차후 연구 표준화가 될 수 있도록 했다. 이는 알츠하이머병, 간질 등 뇌와 신경의 난치병 치료에 사용될 수 있는 획기적 방법을 제시한 것으로 알려졌다.

이 논문에 주저자로 참여한 성균관대 김태일교수(화학공학과)는 미국 일리노이대 존 로저스교수(교신저자), 신건철 박사(공동주저자), 워싱턴대 마이클 브루차스 교수(공동교신저자) 등과 공동으로 광유전학에 사용되는 차세대 삽입형 뉴런 프로브(injectable neural probe)를 전자소자로 구현하는 방법을 개발한 것이다. 논문 제목은 ‘Fabrication and application of flexible, multimodal light-emitting devices for wireless optogenetics’ (무선 광유전학 실험을 위한 유연하고 다기능 광학소자의 제조)이다.
이번 연구를 주도한 김교수는 “이 논문은 전자소자를 뇌에 삽입형 뉴런 프로브로 사용할 수 있다는 것을 연구한 것이고, 이러한 전자소자를 만드는 프로토콜을 제시하여 이 방법이 표준공정이 되도록 발표한 것에 의의가 있다. 반도체 및 LED (광전자소자) 등의 여러 가지 전자소자가 발전한 우리나라가 고부가가치 의료전자기기로 발전 가능한 모델을 보여줬다는 점에서 산업적으로도 의의가 있다”고 밝혔다.

한편 마이크로 광소자를 사용하여 동물의 행동을 변화시키는 김교수의 광유전학 논문은 ‘사이언스’(Science) 4월호에 게재된 바 있다. 이 연구에서 김교수는 기초과학연구단 (IBS)의 뇌과학이미지연구단(Center for Neuroscience Imaging Research?센터장 김성기)와 선도연구센터지원사업(나노소재기반 휴먼인터페이스 융합연구센터.센터장 유지범)의 지원으로 수행했다.