서울대, 카이스트와 손잡고 인체삽입형 뇌-컴퓨터 인터페이스 생체 전극 개발

[캠퍼스人+스토리]
차세대 인체 삽입형 생체 전극

레이저를 이용한 전도성 하이드로젤 미세 패터닝 공정. /서울대

서울대학교 고승환 교수와 카이스트 김택수 교수 공동연구팀 은 머리카락두께의 20배 수준의 얇고 부드러운 하이드로젤을 전기가 잘 통하게 패터닝 할 수 있는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.

최근 일론 머스크의 뉴럴링크가 사람을 대상으로 임상실험에 돌입했으며, 환자의 생각만으로 컴퓨터의 마우스를 움직이는데 성공했다. 하지만 뇌에 삽입되는 뇌-컴퓨터 연결소자는 생체조직과 달리 단단하고, 건조해 장기간 체내 삽입 시 부작용이 우려됐다. 또 최근 첫 사람대상 임상 시험 중 면역 방어 때문에 문제가 생겼고 뉴럴링크의 실험에 사용된 원숭이들이 2022년 집단 폐사하기도 했다.

이를 해결하기 위해 전 세계에서 생체조직과 같이 부드러운 젤리타입의 전도성 하이드로젤을 이용한 생체 삽입소자를 앞다퉈 개발하고 있다. 이에 연구팀은 전기전도성 고분자를 기반으로 한 흐물흐물한 하이드로젤을 머리카락의 20배 수준의 두께로 패터닝 함과 동시에 세계 최고 수준의 전기전도도를 확보할 수 있는 공정을 개발했다.

연구팀은 전도성 고분자와 투명한 기판의 계면에 레이저 광열에너지를 집중시킴으로써 두 소재 사이의 강한 결합을 만들었고, 레이저에 의한 전도성 고분자의 상 분리***를 통해 부드러운 하이드로젤로의 변성을 유도했다.

레이저의 높은 해상도와 자유도를 통해 원하는 위치에만 기판과의 강한 접합을 유도할 수 있으며 초미세 패터닝이 가능할 뿐만 아니라 축축한 생리학적 환경에서도 안정적으로 사용할 수 있다.

고승환 서울대 교수는 "일론 머스크의 뉴럴링크의 안정성 문제를 해결하고 더 나아가 뛰어넘을수 있는 차세대 인체 삽입형 생체 전극의 새로운 패러다임 제시하는 것"이라고 설명했다.