이석원 기자
호주 모나쉬대학 연구팀이 시각을 상실한 사람의 뇌에 전기 자극을 보내는 장치를 삽입, 시각을 회복시키는 프로젝트를 몇 년간 진행하고 있다. 연구팀은 멜버른에서 인간을 대상으로 한 세계 첫 임상 시험을 실시할 계획을 지난 9월 14일(현지시간) 발표했다.
임상적으로 장님이라고 분류된 사람 대부분은 망망에서 정보를 뇌에 전달하는 시신경을 손상하고 있기 때문에 눈으로 포착한 영상을 인식할 수 없다. 인간 뇌에 삽입할 수 있는 장치를 개발하는 모나쉬대학 연구팀은 환자를 치료하기 위해 뇌 표면에 묻어 시각을 회복하는 소형 무선 전자 임플란트를 개발했다.
연구팀이 개발한 장치(Gennaris bionic vision system)는 카메라와 무선 송신기를 갖춘 헤드기어 비전, 프로세서 유닛, 전용 소프트웨어, 뇌에 삽입하는 9mm 사방 타일로 이뤄져 있다. 이 장치에선 먼저 헤드기어 카메라로 촬영한 영상이 스마트폰과 같은 크기 비전 프로세서 유닛에 전송되고 필요한 정보가 추출된다. 이어 비전 프로세서 유닛에서 뇌 타일에 무선으로 정보가 전송되고 타일 이미지 정보를 전기 신호로 변환해 모발 정도 가느다란 두께 미소 전극을 통해 뇌를 자극하는 구조로 되어 있다. 시신경을 통하지 않고 뇌를 자극해 시각을 잃은 많은 환자를 치료할 수 있다는 것. 뇌에 포함된 9mm 사방 타일 표면에는 얇은 전극 수십 개 정도가 있다.
연구팀은 피질 시각 보철물 목적이 시각 정보를 받아 통합, 처리하는 뇌 영역 시각 피질을 자극해 시각을 상실한 시각을 회복하는 것이라고 말한다. 임베디드 장치를 이용해 시각을 잃은 사람이 실내외 환경을 이해하고 주위 사람이나 물체 존재를 인식할 수 있게 될 것으로 보여지고 있다.
연구팀은 호주 저부 건강 의학 프론티어 연구 프로그램에서 100만 달러 이상 자금을 받았다. 연구팀은 앞으로 5년간 추가로 수백만 달러 자금을 조달하고 시각을 회복하는 장치의 상업적 생산을 목표로 하고 있다. 연구팀은 이런 피질 임플란트는 인간의 임상 시험 진행에 충분하며 추가 투자로 호주에서 임플란트를 제조할 수 있다고 밝혔다. 연구팀은 민간 기업과 공동으로 장치 개발을 진행 중이며 몇 년간 연구 개발이 호주 의료기기 설계, 제조 기술을 발전시키고 새로운 일자리 창출과 경제 성장으로 연결될 것으로 기대하고 있다.
또 피질을 자극해 시각을 회복시키는 장치 개발과 상업화는 다른 분야 치료에도 응용할 수 있을 가능성이 있다. 연구팀은 슈퍼맨 비전 기술 상업화는 시각이나 척수 손상 이외에도 간질과 우울증 완화, 뇌에서 제어하는 보조기와 기타 중요한 감각 회복 등 새로운 응용을 모색하는 계획과도 관련이 있다고 밝혔다.
또 피질을 자극하는 장치를 뇌에 삽입할 장기적 영향을 조사하는 실험은 이미 양을 대상으로 이뤄지고 있다. 2020년 7월 학술지 JNE(Journal of Neural Engineering)에 발표된 연구에 따르면 복수 임플란트를 9개월간 심어 누적 2,700시간 동안 양 뇌를 자극했음에도 건강에 대한 영향은 확인되지 않았다고 한다. 연구팀은 어떤 연구 결과는 무선 장치에 의한 장기적 자극은 광범위한 조직 손상이나 눈에 보이는 행동 장애 등을 유발하지 않고 달성할 수 있다는 걸 보여준다고 밝혔다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이원영 기자
