수상/언론보도

2019.08.09
정재웅 교수 연구팀, 스마트폰으로 뇌 신경회로 무선 제어 기술 개발
우리 학부 정재웅 교수님과 미국 워싱턴대(University of Washington) 마이클 브루카스(Michael Bruchas) 교수 공동 연구팀이 스마트폰 앱 조작을 통해 약물과 빛을 뇌 특정 부위에 전달함으로써 신경회로를 정교하게 조절할 수 있는 뇌 이식용 무선 기기를 개발했습니다. 이번 기술 개발을 통해 장기간의 동물 실험이 필요한 신약 개발뿐 아니라 치매, 파킨슨병 등 뇌 질환 치료에도 적용할 수 있을 것으로 기대됩니다. 라자 콰지(Raza Qazi, 1저자), 김충연, 변상혁 연구원이 개발하고 워싱턴대 신경과학 연구원들이 공동으로 참여한 이번 연구는 의공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)’ 8월 6일 자에 게재되었습니다. (논문명 : Wireless optofluidic brain probes for chronic neuropharmacology and photostimulation). 광유전학과 신경약물학은 주변 신경회로에 영향을 주지 않고 목표로 하는 뉴런이나 신경회로만을 빛 또는 약물, 혹은 그 둘의 조합을 이용해 정교하게 제어할 수 있습니다. 기존의 전기자극을 활용한 방법에 비해 훨씬 더 높은 시공간적 해상도를 가져 최근 뇌 연구 및 뇌 질병 치료 목적으로 주목받고 있습니다. 하지만 현재 뇌 연구에 일반적으로 쓰는 기기는 상대적으로 크기가 커 뇌 조직 손상, 정교한 선택적 신경회로 제어 불가, 하나의 다기능성 프로브(probe) 형태로 구현이 어렵다. 또한, 기존 기기는 실리카(silica)와 금속 등 고강성 재료로 제작돼 부드러운 뇌 조직과의 기계 특성적 간극이 있다. 이러한 특성으로 인해 염증반응을 악화시켜 장기간 이식용으로 적합하지 않습니다. 연구팀은 중합체(polymer) 미세유체관과 마이크로 LED를 결합해 머리카락 두께의 유연한 탐침을 만들고, 이를 소형 블루투스 기반 제어 회로와 교체 가능한 약물 카트리지와 결합했다. 이를 통해 스마트폰 앱을 통해 무선으로 마이크로 LED와 약물 전달을 제어할 수 있는 무게 2g의 뇌 이식용 기기를 구현했습니다. 특히 약물 카트리지는 레고의 원리를 모사해 탐침 부분과 쉽게 조립 및 분리할 수 있도록 제작해, 필요할 때마다 새로운 약물 카트리지를 결합함으로써 원하는 약물을 장기간에 걸쳐 뇌의 특정 부위에 반복 전달할 수 있도록 만들었습니다. 연구팀은 이 기기를 쥐의 뇌 보상회로에 이식한 후 도파민 활성 약물과 억제 약물이 든 카트리지를 기기와 결합했습니다. 그 후 간단한 스마트폰 앱 제어와 도파민 활성 약물을 이용해 원하는 타이밍에 자유롭게 움직이는 쥐의 행동을 증가, 억제하는 데 성공했습니다. 또한, 연구팀은 쥐의 뇌에서 장소 선호도를 유도할 수 있는 부위에 빛에 반응하는 단백질을 주입해 신경세포가 빛에 반응하도록 처리했습니다. 그 후 쥐가 특정 장소로 이동했을 때 마이크로 LED를 켜 빛 자극을 통해 쥐가 그 장소에 계속 머물고 싶게 만들었습니다. 반대로 약물 전달을 통해 뇌 신경회로를 제어함으로써 쥐의 특정 장소 선호도를 없애는 데도 성공했습니다. 정재웅 교수님은 “빛과 약물을 이용한 신경회로 제어는 기존의 전기자극 방법보다 훨씬 더 정교해 부작용 없는 뇌 제어가 가능하다”라며 “개발된 기기는 간단한 스마트폰 조작으로 뇌의 특정 회로를 빛과 약물을 이용해 반복적, 장기적으로 무선 제어가 가능해 뇌 기능을 밝혀내기 위한 연구나 향후 뇌 질환의 치료에도 유용하게 적용할 수 있을 것이다”라고 말했습니다. 연구팀은 이 기술을 인체에 적용하기 위해 두개골 내에 완전히 이식할 수 있고 반영구적 사용이 가능한 형태로 디자인을 발전시키는 확장 연구를 계획하고 있습니다.   그림 1. 디바이스가 이식된 쥐의 사진                                                             그림 2. 스마트폰앱을 이용한 마이크로 LED 컨트롤   그림 3. 개발된 뇌 이식용 무선 디바이스                                           
2019.08.09
이우찬 박사과정(유승협 교수 연구실) OSA Advanced Photonics Congress 2019, Best Student Paper Award 1st Prize 수상
우리 학부 이우찬 박사과정(지도교수: 유승협)학생이 지난 미국 샌프란시스코에서 열린 OSA Advanced Photonics Congress 2019에서 Best Student Paper Award 1st Prize를 수상하였습니다. OSA Advanced Photonics Congress 학회는 OSA에서 주최하는 학회로 photonic device에 관한 다양한 연구 등을 발표하는 학회입니다. 본 연구에서는 down-conversion 방법을 이용하여 근적외선을 발광하는 OLED를 제작하였습니다. 근적외선 OLED는 주로 소재의 제한 때문에 높은 효율과 안정성을 구현하는 것이 매우 어려웠습니다. 본 연구에서는 down-conversion 방식을 이용하여 오렌지색을 근적외선으로 변환하는 형광체와 높은 효율과 안정성을 가지는 오렌지색 OLED를 결합하는 방법을 취하였으며, down-conversion 과정에 들어가는 광학적 분석과 최적화를 통해, 최종적으로 약 14%의 높은 근적외선 외부양자효율을 갖는 근적외선 OLED를 구현하였습니다. 개발된 광원은 OLED 의 유연성 등의 장점과 다양한 응용성을 갖는 근적외선의 장점을 지녀, 웨어러블 헬스케어 등의 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다.  수상을 진심으로 축하드립니다. 학회명 OSA Advanced Photonics Congress 2019 일시 2019.07.29~2019.08.01 장소 Hyatt Regency San Francisco Airport, 샌프란시스코, 캘리포니아, 미국 수상자 박사과정 이우찬(Woochan Lee) (지도교수: 유승협교수님) 수상내역 Best Student Paper Award 1st Prize 수상논문 Down-conversion Based Near-infrared Organic Light-emitting Diodes with High Efficiency and Low Roll-off   

공지사항

2019.06.28
2019년도 가을학기 석사과정 입학예정자 랩배정 결과 안내
2019년도 가을학기 석사과정 입학예정자들의 랩배정 결과를 아래와 같이 공지합니다.    수험번호 학생구분 성명 예정지도교수명 100029 KAIST 구*형 유승협 100042 EPSS-KAIST 임*용 류승탁 100054 KAIST 이*준 김주영 100062 국비 최*호 김이섭 100075 KEPSI-KAIST 한*주 최양규 100083 EPSS-KAIST 변*훈 최성율 100087 KAIST 권*제 배준우 100090 KAIST 천*이 제민규 100094 KAIST 김*민 추후 개별공지 100095 KAIST 곽*석 추후 개별공지 100109 KAIST 박*기 최재혁 100116 국비 김*진 최신현 100124 KAIST 이*선 전상훈 100135 EPSS-KAIST 장*태 최성율 100139 국비 최*윤 제민규 100143 국비 최*규 윤준보 100185 국비 황*승 황의종 100192 KAIST 김*휘 심현철 100201 국비 김*훈 유민수 100221 KAIST 김*완 추후 개별공지 100223 KAIST 김*진 추후 개별공지 100224 국비 김*연 김문철 100244 KAIST 김*철 권인소 100270 KAIST 이*훈 김훈 100276 KAIST 윤*재 유창동 100279 KAIST 김*호 노용만 100302 국비 이*현 배현민 100336 일반 정*석 김이섭 100343 국비 김*정 이현주 100344 KAIST 신*화 김현식 100353 국비 이*혁 김대식 100439 KAIST 지*민 유승협 100457 국비 김*연 유회준 100458 KAIST 박*우 이융 100488 KAIST 김*은 원유집 100499 국비 김*솜 유종원 100503 KAIST 김*연 윤찬현 100564 국비 김*우 박경수 100575 KAIST 박*언 조규형 100593 KAIST 이*한 원유집 100665 KAIST 이*호 추후 개별공지 100677 국비 신*민 장민석 100702 EPSS-KAIST 김*현 윤준보 100821 국비 김*원 김종환

학부일정

2019/08/19 - 9:00am to 2019/08/23 - 6:00pm
2019/08/26 - 9:00am to 2019/09/09 - 6:00pm
2019/08/29 - 9:00am to 2019/08/30 - 6:00pm
2019/09/01 - 12:00am
2019/09/02 - 9:00am to 2019/09/17 - 6:00pm
2019/09/02 - 9:00am to 2019/09/04 - 6:00pm
2019/09/02 - 9:00am to 2019/09/17 - 6:00pm
2019/09/02 - 9:00am
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