시력 잃은 눈을 대신 할 ‘인공 망막’
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시력 잃은 눈을 대신 할 ‘인공 망막’
  • 전승진 기자
  • 승인 2019.10.11 15:42
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(출처=123RF)
(출처=123RF)

(AI타임스=전승진 기자) 국내 연구진이 인공망막장치의 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법을 찾아냈다.

한국과학기술연구원(KIST) 바이오마이크로시스템연구단 임매순 박사팀은 실험용 쥐의 망막에서 신경 세포를 전기적으로 자극할 때 자연스러운 인공 시각을 만드는 최적의 전류 크기가 있음을 확인했다고 11일 밝혔다.

이번 연구는 임매순 박사팀과 이재익 미국 매사추세츠 종합병원 박사후연구원이 함께 이룬 성과다.

연구팀은 실험용 쥐의 망막에서 신경 세포를 전기적으로 자극할 때 자연스러운 인공 시각을 만드는 최적의 전류 크기가 있음을 확인했다.

KIST 임매순 박사는 "최적의 전류 크기로 망막을 자극하면 뇌가 해석하기 쉬운 자연스런 인공 시각을 형성하기에 적합하다는 것을 의미한다"고 설명했다. 이어 임매순 박사는 "현재 사람의 망막 색소 변성에 해당하는 질병을 겪는 실험용 쥐를 대상으로 추가적 실험을 진행하고 있다"고 말했다.

망막 변성 질환은 아직까지 치료 약물이 존재하지 않는다. 이식이 가능한 안구 앞면의 각막과 달리 안구 뒤편의 망막은 뇌 일부분인 복잡한 신경 조직으로 이식도 불가능하다. 현재 시력을 되찾을 수 있는 유일한 방법은 망막 표면에 마이크로 전극을 이식해 망막의 살아남은 신경 세포를 전기적으로 자극하는 인공 망막 장치이다.

망막은 복잡한 신경망을 이용해 영상 정보를 여러 종류의 망막 신경절 세포에 압축한 후 뇌로 전송한다. 이 과정에서 특정 시공간에서 밝기가 증가할 때는 ON 세포가, 밝기가 감소할 때는 OFF 세포가 반응해 뇌에 정보를 전달한다.

인공 망막에서 사용되는 전기 자극은 모든 신경절 세포가 동시에 활성화되는 것이 현재 인공 망막 기술의 큰 문제점이었다. 따라서, 원하는 종류의 망막 신경절 세포를 얼마나 선택적으로 활성화할 수 있느냐가 인공 시각의 품질에 영향을 줄 수 있는 중요한 지표로 여겨지고 있다.

지금까지는 최적의 전기 자극 방법을 결정하기 위해 인공 망막 장치를 이식받은 환자에게 직접 물어보는 방법이 주로 사용됐으나 실험동물을 이용한 기초실험은 많이 부족했다.

KIST 연구진은 실험용 쥐의 망막에서 전류의 크기를 바꿔가며 ON 신경절 세포와 OFF 신경절 세포가 어떻게 반응하는지 근본적 연구에 집중했다. 연구진은 ON 세포들의 신경 신호는 전류 크기에 따라 민감하게 변하지만, OFF 세포들에서는 덜 민감하게 변하는 것을 확인했다. OFF 세포 대비 ON 세포들의 신경 신호를 최대화하는 최적의 전류 값을 찾아냈고, ON 세포를 선택적으로 활성화시킬 수 있게 됐다.

【에이아이타임스 aitimes 에이아이타임즈】


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