외과적 수술 없이 뇌파 형태의 초음파 자극만으로 뇌신경을 조절하는 방법이 새롭게 제안됐다. 기초과학연구원(IBS)은 인지 및 사회성 연구단 박주민 연구위원(UST-IBS 스쿨 교수) 연구팀이 뇌파를 모사한 두 가지 패턴의 초음파 자극으로 뇌신경을 조절하는 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

연구팀은 뇌 심부까지 정밀 자극이 가능한 초음파 특성에 더해 실제 뇌파 형태를 모사한 새로운 저강도 초음파 방식을 적용했다. 이를 통해 뇌의 기능 변화를 강화와 억제, 두 방향 어느 쪽으로도 가능하게 하는 두 가지 패턴의 조절 기술을 개발했다.

이 기술은 동일한 초음파 에너지의 패턴을 뇌 기능에 맞춰 연속적인 자극을 주는 연속형 자극 패턴과 일정 간격마다 반복적으로 자극을 주는 간헐적 패턴을 달리 적용해 뇌 기능을 조절할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

연구팀이 두 가지 패턴의 초음파 자극을 실험동물 모델에 적용한 결과, 간헐적 패턴의 초음파를 적용하면 뇌 특정 영역에 대한 장기적인 흥분 효과가 유도됐다. 반대로, 연속형 자극 패턴을 적용하면 장기적인 억제 효과가 유도되는 것을 확인했다. 추가로 진행한 생쥐 행동 실험에서 연구팀은 간헐적 뇌파 모사 패턴의 초음파 자극으로 생쥐의 운동 기술 습득 및 기억 능력을 개선하는 데도 성공했다. 이는 초음파 자극을 이용한 뇌신경 조절 기술이 뇌의 인지 기능을 향상하는데 효과적일 수 있음을 시사한다고 연구팀은 설명했다.

박주민 연구위원은 "비정상적인 뇌 흥분 및 억제와 관련한 뇌 질환 치료, 인지 기능 개선을 위한 연구에 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스'에 지난 24일 실렸다.