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K를 R로 인식 눈질환 "망막변성 정도에 따라 치료해야"

KIST, 美 하버드 의대와 공동연구 진행
망막 질환 정도에 따라 뇌 신경 신호 변화
KIST(한국과학기술연구원)는 임매순 바이오마이크로시스템연구단 박사 연구팀이 셸리 프라이드(Shelley Fried) 하버드 의대 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 망막 질환 정도에 따라 신경 신호가 변화하는 사실을 규명했다. <사진=이미지투데이>KIST(한국과학기술연구원)는 임매순 바이오마이크로시스템연구단 박사 연구팀이 셸리 프라이드(Shelley Fried) 하버드 의대 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 망막 질환 정도에 따라 신경 신호가 변화하는 사실을 규명했다. <사진=이미지투데이>

국내 연구진이 망막 변성으로 시력 손상을 입은 환자를 치료하는 기준이 될 수 있는 연구 결과를 내놨다.  

KIST(한국과학기술연구원)는 임매순 바이오마이크로시스템연구단 박사 연구팀이 셸리 프라이드(Shelley Fried) 하버드 의대 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 망막 질환 정도에 따라 신경 신호가 변화하는 사실을 규명했다고 16일 밝혔다. 

망막 질환은 사람의 광(光)수용체가 손상돼 시력 저하부터 실명까지 이를 수 있는 질환이다. 현재 치료법이 없는 상황으로 국내외 연구진이 전기 자극으로 시각 정보를 재구성하는 인공 망막 장치에 대한 연구를 진행 중이다. 그러나 인공 망막 장치로 복원된 시력은 아직 정상 수준에 크게 못 미치고, 임상 시험 결과가 건강한 정상 망막을 대상으로 진행해 임상적 의의가 크지 않다는 한계를 지니고 있다.

인공 망막 장치는 반복적인 전기 자극으로 인공 시각 이미지를 보게 하는 원리다. 예컨대 알파벳 K를 인식하려면 반복되는 전기 자극들이 모두 K를 의미하는 신경 신호를 형성해야 글자를 인지할 수 있다. 그러나 망막 변성이 진행된 환자는 K를 보고도 전기 자극이 L이나 R 등을 나타내는 신경 신호를 뇌로 전달하는 문제가 생긴다. 이에 따라 인공 망막을 이식받은 환자마다 성능 처리가 다른 한계가 있었다.

KIST 연구진은 사람의 망막 변성 질환과 비슷한 양상으로 실명된 유전자 조작 실험 마우스를 활용해 실험을 진행했다. 실험에선 각 신경 세포에 동일한 전기 자극을 여러 번 반복했을 때 발생하는 신경 신호가 서로 얼마나 비슷한지 평가했다. 그 결과 정상 망막에선 신경 신호가 비슷하게 일관성을 보였으나 망막 변성이 진행된 마우스는 일관성이 크게 감소되는 결과를 얻었다. 변성된 망막은 시선을 고정하고 있더라도 서로 다른 신경 신호가 뇌로 전달돼 인공 시각 정보를 인지하는데 어려움을 만들 수 있다는 의미다.  

임매순 KIST 박사는 "망막 변성 질환자에 따라 그 질병의 경과가 다른 것으로 알려져 있다"면서 "인공 망막 장치를 이식받을 대상의 망막 상태도 매우 다르다"고 설명했다. 이어 임 박사는 "인공 망막이 효능을 보이려면 망막 변성 진행 정도에 따라 인공 망막 장치 이식 대상과 시기를 결정해야 한다"고 강조했다. 

이번 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 주요 사업과 한국연구재단 신진연구자지원사업으로 수행됐다. 연구 결과는 미국 전기전자통신학회(IEEE) Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering' 최신호에 게재됐다. 

연구 메커니즘. <사진=KIST 제공>연구 메커니즘. <사진=KIST 제공>
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