초록 ▼

본 연구는 고령화 시대에 접어들면서 대두되고 있는 파킨슨병 등의 노인성 신경질환의 새로운 치료법을 모색하고자, 광유전학 (Optogenetics), 유연한 전극, 그리고 유연한 LED를 접목 시켜 쥐의 뇌의 상태를 실시간으로 관찰하면서 임의로 조절 하는 장치개발을 목표로 한다. 이를 위해 본 연구에서는 쥐의 뇌의 특정 부위에 있는 특정 종류의 세포가 빛에 반응하도록 만들고, 유연한 전극을 개발하여 빛 자극에 대한 쥐의 뇌의 피질전도 (ECoG)를 양쪽 반구에서 동시에 측정 하였다. 또한 뇌세포를 자극할 수 있는 유연한 LED를 개발

본 연구는 고령화 시대에 접어들면서 대두되고 있는 파킨슨병 등의 노인성 신경질환의 새로운 치료법을 모색하고자, 광유전학 (Optogenetics), 유연한 전극, 그리고 유연한 LED를 접목 시켜 쥐의 뇌의 상태를 실시간으로 관찰하면서 임의로 조절 하는 장치개발을 목표로 한다. 이를 위해 본 연구에서는 쥐의 뇌의 특정 부위에 있는 특정 종류의 세포가 빛에 반응하도록 만들고, 유연한 전극을 개발하여 빛 자극에 대한 쥐의 뇌의 피질전도 (ECoG)를 양쪽 반구에서 동시에 측정 하였다. 또한 뇌세포를 자극할 수 있는 유연한 LED를 개발하여 생물학적 적용가능성에 대한 연구를 진행하였다. 그 결과 푸른색 빛을 이용하여 쥐의 뇌를 자극 시키고, 그에 따른 반응을 16채널의 유연한 전극을 이용해 쥐의 뇌의 양쪽 반구에서 기록하였고, 이로부터 자극 부위와 기록 부위의 연결성을 유추 해 볼 수 있었다. 또한 쥐의 뇌를 자극 할 수 있는 유연한 LED 배열을 개발하였다.

Abstract ▼

The increase of average life span in Korea increases the importance of senile neuronal disease. Especially, Parkinson's disease that occurs for over 1% of aged people seriously disturbs the movement of the patients, and thus, it impedes patient's social and economical activities. Currently, there is

The increase of average life span in Korea increases the importance of senile neuronal disease. Especially, Parkinson's disease that occurs for over 1% of aged people seriously disturbs the movement of the patients, and thus, it impedes patient's social and economical activities. Currently, there is no appropriate cure for this disease and DBS (deep brain stimulation) is the only way to relieve the symptom at the last stage of the disease. Even though Medtronics, a company that developed a commercial DBS system, have achieved a huge profit, several side-effects and inconvenience limit the effectiveness of the cure. Hence, a cure that is able to replace DBS system is eagerly required nowadays. This future system will be able to cure a several neuronal disease for and provide a significant amount of revenue to the country. Thus, in this research, Optogenetics, newly developed technology that controls the activation of neurons in Brain by light, and flexible electrodes and LEDs will be combined. With this configuration, one will be able to read the brain with flexible electrodes and analyze the current status of the brain and then provides feedbacks through light to the brain to relieve or cure the sympton of the neuronal disease.
Firstly, mouse brain is manipulated using Optogenetics and flexible electrodes lie over the curved brain to cover both hemispheres effectively. And then, the states of the brain when it is stimulated using light of a spatiotemporal pattern of light are recorded and analyzed to relieve the symptom of the disease.
The result of the research shows that the activity of the brain is successfully manipulated using blue light and Optogenetics method is applied successfully. In addition, ECoG of both hemispheres of the mouse brain is concurrently measured using 16channel flexible electrodes. By combining these techniques, we measured and analyze the propagation of activities from the stimulation point to the recoding points and thus we were able to estimate the connectivity of the two points. Furthermore, it has been proved that we can control the activity of the brain using four channels of the developed array of flexible LED in the near future.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 8
• 목차 ... 8
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 9
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 9
• 제2절 연구개발의 목표 ... 9
• 제3절 연구개발의 범위 ... 9
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 제1절 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 12
• 제1절 연구내용 ... 12
• 제2절 연구결과 ... 15
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 20
• 제1절 목표달성도 ... 20
• 제2절 관련분야에의 기여도 ... 20
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 21
• 제6장 연구시설·장비현황 ... 23
• 제7장 참고문헌 ... 24
• 끝페이지 ... 25