초록 ▼

○ 연구개요
신경조율(Neuromodulation)은 손상 후 감소된 뇌신경 기능을 외부 자극을 통하여 다시 활성화되도록 조율하는 신경재활 기술법을 말함. 본 연구에서는 초음파와 광파를 동시에 이용하는 비침습적 방식의 신경조율 기술을 개발하고 기존의 침습적인 전기자극 방식을 대체할 수 있는 다채널 무전극 신경 인터페이스 소자를 제작한다. 이를 바탕으로 지속적이고 안전하며, 국소적인 신경자극을 수행하여 손상된 신경기능의 회복이나 난치성 신경질환의 치료에 응용한다.

○ 연구 목표대비 연구결과
(1) 1차년도

○ 연구개요
신경조율(Neuromodulation)은 손상 후 감소된 뇌신경 기능을 외부 자극을 통하여 다시 활성화되도록 조율하는 신경재활 기술법을 말함. 본 연구에서는 초음파와 광파를 동시에 이용하는 비침습적 방식의 신경조율 기술을 개발하고 기존의 침습적인 전기자극 방식을 대체할 수 있는 다채널 무전극 신경 인터페이스 소자를 제작한다. 이를 바탕으로 지속적이고 안전하며, 국소적인 신경자극을 수행하여 손상된 신경기능의 회복이나 난치성 신경질환의 치료에 응용한다.

○ 연구 목표대비 연구결과
(1) 1차년도
- 초음파/광파 동시자극이 가능한 MEA 시스템 구성 및 성능 평가
- 초음파/광파 신경자극 시스템을 이용한 신경세포/조직의 자극 최적화 연구
(2) 2차년도
- 파동에너지 기반 단채널 신경 인터페이스 구현 및 자극 효과의 정량화
- 신경조율 효과의 광학적 영상화 기법 개발
- 광열효과 기반 신경조율 기술의 이론적 분석
(3) 3차년도
- 초음파/광파 동시 자극 기반의 다채널 신경 인터페이스 기술 개발
- 소동물의 신경조직에 적용 가능한 in vivo 초음파/광파 기반 신경조율 기술 연구
(4) 목표대비 연구결과
- 상기의 연구계획에 따라 초음파와 광파에 기반한 비침습적 신경인터페이스 개발연구를 성실히 진행하여 연차별 연구목표를 충실히 달성하였음.
- 특히 2차년도에는 처음 연구계획에는 없었지만 제안하고 있는 비침습적 신경조율 기술의 메커니즘을 이론적으로 규명하는 연구결과를 보고하여 목표를 초과 달성함.

○ 연구개발결과의 중요성
(1) 기존 신경보철 및 재활장치의 오작동 가능성과 체내 전자 축적으로 인한 활성이 온 발생 등의 잠재적 부작용과 위험성을 극복할 수 있는 새로운 개념의 안전하고 지속 가능한 고신뢰성 신경조율 기술을 개발함.
(2) 제안하는 초음파/광파 기반의 신경조율 기술은 각종 난치성 뇌신경질환을 비침습적으로 안전하고 효율적으로 치료하는데 응용될 수 있어 기술적, 경제적 파급효과가 매우 크며, 향후 노인 및 장애인 등의 사회적 약자의 삶의 질 향상에 이바지함.
(3) 치매, 파킨슨병 등의 난치성 질환에 대한 해법을 제시하고 이를 통해 국민의 복지 증진 및 초고령 사회에 대비하여 사회적 비용 개선에 기여함.
(4) 비침습적 신경 인터페이스 기술이 상용화되면 대부분 수입에 의존하고 있는 전기적 방식의 신경조율 시스템 시장에서 국내 산업의 경쟁력을 확보하고 동시에 새로운 시장을 창출할 것으로 예상됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 최종 연구목표 ... 4
• 나. 연구개발 배경 ... 4
• 다. 제안하는 연구의 가설 및 도출 근거 ... 4
• 라. 연구의 필요성 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 가. 1차년도 ... 6
• 나. 2차년도 ... 9
• 나. 3차년도 ... 13
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 16
• 가. 연구결과의 중요성 ... 16
• 나. 연구결과의 활용방안 ... 16
• 다. 연구결과의 기대효과 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 24
• 끝페이지 ... 39