여러 가지 뇌질환을 치료하기 위한 방법 가운데 전기적 뇌 자극법이 환자의 재활을 돕는 효과적인 치료 수단으로 떠오르고 있습니다. 단 전기적 뇌자극법은 전극의 위치, 크기, 형태, 자극의 주파수 및 강도의 따라 자극이 두뇌에 미치는 영향이 천차만별이고 또 환자 개개인의 두뇌 구조와 특성에 따라서도 그 결과가 상이하다는 점이 한계였습니다.
이런 이유로 ‘컴퓨터기반 수학적 뇌 모델링’ 기술이 거론되는데요. 두뇌의 구조적ㆍ물성적 특성을 컴퓨터로 구현해 뇌모델을 만든 뒤 수치를 해석하고 최적화시켜 뇌자극의 효과를 시뮬레이션 할 수 있기 때문입니다. 특정 자극조건에 대한 환자별 뇌자극 효과를 미리 알 수 있고 적절한 치료전략을 만들어 치료효과를 높일 수 있는 것이죠.
하지만 이 기술은 수치적 근사화를 이용해 전기적 뇌자극에 대한 전류흐름을 예측하기 때문에 검증의 과정을 거쳐야만 의미를 가질 수 있습니다.
이에 연구팀은 인간의 뇌영상 데이터를 이용해 뇌의 기하학적 구조를 얻어낸 다음, 이를 바탕으로 뇌 팬텀을 제작했습니다. 이후 뇌 팬텀에 전기자극을 가한 결과를 뇌 모델링에서의 뇌 자극 시뮬레이션 결과와 비교해 컴퓨터 기반 뇌 모델의 정확성을 검증하는데 성공했습니다.
GIST 전성찬 교수는 “이번 연구는 다양한 뇌 질환을 치료하는 데 활용되는 컴퓨터 기반 뇌 모델의 신뢰도를 검증하는 뇌 팬텀을 융합 연구를 통해 제작한 것”이라며 “뇌에 대한 전기 자극의 정확성을 높여 치매나 우울증 등 뇌 질환에 대한 효과적인 치료법 개발에 기여할 것으로 기대한다”고 말했습니다.
연구 결과는 뇌 자극 분야의 세계적인 권위지인 브레인 스티뮬레이션(Brain Stimulation) 9~10월호의 표지논문으로 게재됐습니다.
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