November 14,2019

“망막 신경절 세포 선택적 활성화 성공”…망막 변성 치료 기대

KIST "시력 되돌리는 '인공 망막 장치' 개발에 활용 전망"

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국내 연구진이 시각 정보를 뇌로 전달하는 눈 속 ‘망막 신경절 세포’ 중 일부를 선택적으로 활성화할 수 있는 방법을 찾았다. 이 발견은 망막 표면에 전기 자극을 줘 시력을 회복시키는 ‘인공 망막 장치’ 개발에 활용할 수 있을 전망이다.

한국과학기술연구원(KIST)은 바이오마이크로시스템연구단의 임매순 박사팀이 신경절 세포 중 ‘온(ON) 세포’를 활성화하는 데 적합한 전류값을 동물실험으로 찾았다고 11일 밝혔다. 연구 결과는 국제전기전자공학회(IEEE)가 발간하는 ‘신경시스템 및 재활공학 회보’(Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering·9월 2일 자)에 실렸다.

눈을 필름 카메라에 비유하면, 망막은 카메라에서 ‘필름’ 같은 기능을 한다. 이런 망막에 변성이 생기면 시력이 손상되고 실명으로 이어질 수 있다. 노인성 황반변성과 망막색소변성 등 망막 변성 질환에 대한 치료제가 없는 만큼, 현재 ‘인공 망막 장치’라는 기기로 망막 표면에 전기적인 자극을 줘 남은 망막 신경 세포의 기능을 되살리려는 연구가 진행 중이다.

망막에 존재하는 여러 신경 세포는 눈으로 본 정보를 뇌로 보내는 역할을 하는데, 이중 ‘온(ON) 신경절 세포’와 ‘오프(OFF) 신경절 세포’가 시각 인지에 중요한 역할을 한다. 온 세포는 밝기가 증가할 때 반응하고 오프 세포는 밝기가 감소할 때 반응하는 차이가 있다.

그러나 지금껏 개발된 인공 망막 장치는 두 종의 세포를 동시에 활성화해, 뇌에 알맞은 시각 정보를 전송할 수가 없었다. 연구진은 이에 온 세포를 선택적으로 활성화하는 전류값을 찾기로 했다.

전류 세기를 바꿔가며 쥐 망막 표면을 자극하고 두 신경절 세포의 반응을 살핀 결과 30㎂~40㎂ 전류를 5ms(밀리초)나 10ms씩 흘려주면 온 세포를 다른 세포에 비해 더 활성화할 수 있음을 확인했다. 이는 인공 망막 장치의 성능을 개선하는 기초 데이터로 쓰일 수 있다.

임 박사는 “연구 결과는 인공 망막 장치 성능을 개선할 전극 개발을 위한 아이디어를 제공할 것”이라고 말했다.

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