분당서울대병원과 KAIST 공동 연구팀이 주변을 보면서 빛으로 뇌를 자극할 수 있는 투명 유기발광다이오드(OLED) 스마트 안경을 개발했다. 향후 환자 대상 연구를 거쳐 알츠하이머병 예방·관리 기술로 활용할 수 있을지 검증할 계획이다.
분당서울대병원은 김기웅 정신건강의학과 교수와 유승협 KAIST 전기·전자공학부 교수 공동 연구팀이 뇌 자극용 '투명 OLED 안경'을 개발했다고 6일 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 '사이언스 어드밴시스'에 게재됐다.
알츠하이머병은 진행 과정에서 뇌 영역 간 정보 전달 기능이 약해지고 인지기능과 관련된 감마파 활동도 변화하는 퇴행성 뇌질환이다. 감마파는 뇌가 정보를 처리할 때 나타나는 고주파 뇌파로 기억력과 주의력 등에 관여한다. 특정 주파수로 깜빡이는 빛을 이용해 감마파 활동을 유도하는 방식이 비침습적 뇌 자극 기술로 연구되고 있다.
기존 OLED 안경은 불투명한 패널이 시야를 가려 일상생활과 뇌 자극을 병행하기 어려웠다. 연구팀은 이러한 한계를 개선하기 위해 빛을 투과시키면서도 자극을 제공하는 투명 OLED 안경을 개발했다. 빛 투과율은 75%, 화면 밝기 균일도는 90% 이상이다.
연구팀은 건강한 성인 20명을 대상으로 투명·불투명 OLED 안경과 주변광 유무를 조합한 네 가지 조건에서 빛 자극에 따른 뇌 활동 변화를 비교했다.
분석 결과 투명 OLED 안경을 착용하고 주변광이 있는 조건에서 감마파 활동 변화가 가장 뚜렷했다. 빛 자극으로 발생한 신호가 시각을 담당하는 후두엽에서 인지기능과 관련된 전두엽으로 전달되는 정도도 가장 활발했다.
착용 편의성도 확인했다. 참가자들은 주변광이 있는 상태에서 투명 OLED 안경을 착용했을 때 눈부심과 눈의 피로를 가장 적게 느꼈다고 평가했다.
이번 연구는 시야를 확보한 웨어러블 기기로 뇌 자극을 제공할 가능성을 제시했다는 데 의미가 있다. 다만 건강한 성인의 뇌 활동 변화를 확인한 단계로 알츠하이머병 예방이나 인지기능 개선 효과를 입증한 것은 아니다. 연구팀은 경도인지장애와 초기 알츠하이머병 환자로 연구 대상을 확대해 인지기능 변화와 안전성 등을 검증할 계획이다.
김기웅 교수는 “감마파 자극을 일상생활과 병행할 수 있는 형태로 구현하고 실제 뇌에서 일어나는 변화를 확인했다는 점에서 고무적”이라며 “안경을 착용하는 것만으로 꾸준히 뇌 자극을 받을 수 있는 방식으로 발전시켜 나가겠다”고 말했다.
유승협 교수는 “투명 OLED 기술을 활용해 시야를 확보하면서도 안정적으로 감마파를 전달할 수 있는 웨어러블 기기를 구현했다는 점에서 의의가 있다”며 “디스플레이 기술이 단순한 정보 전달을 넘어 뇌 자극과 같은 의료 분야로 확장할 수 있도록 연구를 이어가겠다”고 말했다.
배옥진 기자 withok@etnews.com
