손상된 뇌 신경망 고치는 마이크로로봇 개발

대구경북과학기술원(DGIST) 로봇 및 기계전자공학과 최홍수 교수 연구팀이 뇌 신경망이 손상된 위치로 들어가 신경 돌기를 뻗어 손상된 신경 세포를 고치는 마이크로 로봇을 개발했다.

이 로봇은 앞으로 신경망과 세포 치료제, 재생 의학 등 다양한 영역에서 활용할 수 있을 것으로 기대 된다.

연구팀은 쥐의 뇌 조직에서 꺼낸 해마 1차 신경 세포를 가공한 다음 자기장에 따라 움직이는 신경 마이크로 로봇을 만들었다. 로봇 안에는 밖 에서 자기장을 통해 원하는 위치로 옮기는 나노 입자가 들어 있어 로봇을 몸에 넣어도 밖에서 조종할 수 있다.

연구팀은 자기장으로 로봇을 움직여 쥐 해마 조직으로 만든 절편(장기나 조직을 얇게 썰어서 고정 시켜둔 실험용 재료)으로 이동시켰다. 이 상태에서 형광 염색을 했더니 마이크로 로봇에 들어 있던 세포들과 쥐 해마 조직이 서로 신경 돌기를 뻗으며 연결돼 있다는 사실이 확인되었다. 로봇이 스스로 신경 세포를 뻗어 신체 조직 과 스스로를 연결시킨 것이다.

연구팀은 이렇게 연결된 신경 세포가 정상적으로 기능을 한다는 것까지 확인했다. 미세 전극 칩을 통해 마이크로 로봇이 뻗은 신경 세포를 자극했더니 이와 연결된 쥐 해마 조직 절편에서 전기 신호가 감지되었다. 이렇게 연구팀은 마이크로 로봇이 형성한 인공 신경망이 신경 세포 전달체 역할을 할 수 있다는 것까지 증명했다.

연구 성과는 국제 학술지 <어드밴스드 머티리얼스>에 실렸다.

 

출처: 뉴턴 2023-04