뇌 미세전류·자기장 측정장비 국내 첫 개발

소리 자극에 반응하는 뇌 부위를 표시한 결과. 왼쪽은 자기장 분포 등고선, 오른쪽은 뇌 활동 부위(화살표) 영상. 이용호 박사 제공

지구자기장 100억분의 1 측정
“치매진단·뇌 기능연구 활용”

뇌 신경망에 흐르는 미세 전류와 자기장을 측정하는 새로운 진단·연구용 뇌영상 장비가 국내에서 처음 개발됐다.

한국표준과학연구원 의료계측연구단의 이용호 박사 연구팀은 19일 “음이온과 양이온이 만들어내는 미약한 뇌 신경전류와 자기장 신호를 측정할 수 있는 뇌 자기영상 장비(뇌자도검사장비·MEG)를 개발해 타이완국립대학병원에 30만달러를 받고 수출했다”고 밝혔다. 지식경제부 차세대신기술사업의 지원을 받았다.

뇌 신경망엔 평시 몇 피코(1조분의 1) 암페어 수준의 전류가 흐르는데, 책을 읽거나 손을 들 때처럼 어떤 행동을 할 땐 특정 뇌 부위에서 몇 나노(10억분의 1) 암페어 수준의 전류가 흐른다. 전자밥통의 전류 세기는 대략 1암페어다. 전류가 흐르면 당연히 자기장이 생기기 때문에 뇌에도 미세한 자기장이 형성된다. 이 자기장을 고감도 자기센서(SQUID)로 측정하면, 뇌의 어느 부위에서 순간적으로 얼마나 센 전류가 어디로 흐르는지 알 수 있다.

이 박사는 “지구자기장의 100억분의 1 가량 되는 미약한 자기장 변화를 측정할 수 있는 고감도 자기 센서를 개발했다”고 말했다. 그는 “사람 머리는 자기장이 그대로 투과하기 때문에 뇌 조직에 의한 신호 왜곡이 없어 뇌의 전기적 활동을 정확히 알 수 있다”며 “간질·치매 진단이나 뇌 기능 연구에 활용될 것”이라고 말했다. 간질 환자의 뇌에선 정상인보다 10배나 강한 전류가 흐른다.

뇌 자기영상 장비는 20여년 전부터 개발됐으나 최근 고감도 센서를 갖춘 장비들이 등장하면서 보급이 늘고 있다. 국내엔 외국산 장비가 서울대병원에 한 대 있다. 이 박사는 “뇌 기능의 ‘구조’를 들여다보는 뇌기능엠아르아이(fMRI)나 페트(PET)와 달리, 뇌 기능의 ‘역동성’을 추적하는 차세대 장비로 쓰일 것”이라고 말했다.

오철우 기자