야간 근무 등 비정기적으로 전환한 사람이나 시차가 다른 지역에 출장을 가는 사람에게 적절한 수면 리듬을 유지하는 건 중요한 과제다. 노스웨스턴대학 연구팀은 수면 리듬을 조절하는 펩타이드를 생성하는 마이크로칩 보형물 기술을 고안하고 고등연구계획국 DARPA에서 4년 반 만에 최대 3,300만 달러 자금을 획득하고 본격적인 연구를 시작하고 있다.
수면 리듬 조절은 수면제로도 가능하지만 수면제를 복용하면 두통이나 피로 등 부작용이 발생하는 문제나 군사 작전 중인 군인 등이 수면제를 운반하는 어려운 문제가 존재한다. 이번에 고안한 기술은 수며 리듬 조절에 영향을 주는 펩타이드를 정제할 수 있는 마이크로칩을 체내에 삽입하는 방법을 이용하는 것으로 이동성 문제를 해결하고 있다.
마이크로칩 펩타이드를 생성하는 부분은 광유전학을 기반으로 설계되어 있으며 마이크로칩에 탑재된 LED 조명 온오프에 의해 펩타이드 생성량을 조절할 수 있다. 마이크로칩은 단독으로 작동하지 않고 마이크로칩을 삽입한 팔 등 부위에 배터리와 통신 기능을 탑재한 밴드를 감고 이 밴드와 스마트폰을 연결해 수면 리듬을 조절하는 구조를 채택했다. 스마트폰 측에서 대상 표준 시간대를 지정해 원하는 수면 리듬을 지정할 수 있다.
이 마이크로칩에 채택되는 광유전학이라는 학문 분야에서 이미 여러 종류 동물 세포를 제어하는 방법이 확립되어 있다고 한다. 연구팀은 광유전학을 이용하면 이론적으론 세포가 생산하는 모든 물질을 제어할 수 있다며 이번 연구가 당뇨병 환자에게 인슐린 투여 등 수면 리듬 조절 외 용도에도 적용할 가능성을 보여줬다.
또 개발 중인 마이크로칩에 다른 사람이 해킹, 수면 리듬을 조작할 수 없도록 데이터를 로컬에 저장하거나 스마트폰에 엄격한 인증을 요구하는 등 대책을 실시하고 있다고 한다. 수면에 관한 데이터는 기밀성이 높다고 지적하고 개발 중인 장치를 애플과 마이크로소프트가 제품에 통합하려는 경우 데이터 저장에 관한 사회적 논의가 필요할 것이라고 밝히고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.