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광 토포그라피에 의한 고차 뇌기능 계측

전문가 제언: ○ 21세기의 성숙한 유비쿼터스 사회를 구축하기 위한 정보환경의 변화는 뇌신경과학·인지과학·의료·공학 등이 융합된 의미의 뇌과학의 발전을 요구하고 있다. 뇌과학에서 대상으로 하는 뇌기능으로는 시각·청각 인지 등의 감각입력평가에 관한 것과 기억·학습·문제해결 등의 고차 인지기능 등을 들 수 있다.

○ 뇌과학에 대한 사회적인 관심이 높아지면서 뇌기능 계측에 의해 얻어진 결과가 여러 가지 분야에서 이용되게 되었다. 일본의 Hitachi 제작소가 개발한 광 토포그라피는 광에 의해 뇌의 활동을 가시화하는 소형 장치로, 간편하게 계측할 수 있으므로 지금까지 뇌기능 계측에서 어려움이 있었던 실험 패러다임(paradigm)에 응용이 가능해졌다.

○ 광 토포그라피법이란 생체 투과성이 높은 800㎚ 부근의 근적외광을 이용하여 혈액량(Hb의 농도) 변화를 계측하는 수법으로 대뇌피질 기능을 뇌표면에 따라 매핑(mapping)하는 것을 목적으로 개발되었다. 광 토포그라피법에서는 이 국소 혈액량의 변화를 여러 점에서 계측하여 뇌활동을 정지화상 및 동화상으로서 가시화한다.

○ 일본의 Hitachi 제작소는 광 토포그라피를 이용하여 뇌활동에 수반되는 뇌 안의 혈액량 변화를 측정하고, 그 측정신호를 이용하여 기기를 조작하는 무침습 BMI 원리실험에 성공하였다. Hitachi가 개발한 뇌기능 계측법은 근적외광을 두피 상에 조사(照射)하여 뇌활동에 수반되는 뇌 혈액량의 변화를 화상화할 수 있는 기술로서 피험자에게 계측용 전용 캡(cap)을 씌우는 것만으로 뇌활동 상태를 측정할 수가 있다.

○ 이러한 화상진단기기가 진보하면서 질환진단기술은 급격히 발전하였으며, 더욱이 고도의 의료를 실현하기 위한 기능화상기술의 실용화가 요구되고 있다. 그래서 Hitachi 제작소는 환자의 구속성이 적고 고도의 뇌기능 계측을 간편하게 할 수 있는 광 토포그라피 장치를 개발하고, 그 임상 응용기술 개발을 추진하였다. 이에 따라 오늘날에는 큰 병원에서만 가능하였던 고도의 뇌질환 진단이 일반병원에서도 가능해져 가고 있다.

저자: Hiroki SATO, Atsushi MAKI
자료유형: 학술정보