뇌 영역 간 상호작용 감지하는 임플란트 칩 개발

핵심 요약

• EPFL 연구팀이 뇌 영역 간 통신을 추적하고 인지·감정 상태를 실시간으로 파악하는 임플란트 칩 LogSync를 개발했다.
• 기존 뇌심부자극(DBS) 시스템은 개방형으로 작동하거나 단일 뇌 영역의 신호만 사용하는 한계가 있으며, 정신질환은 특정 영역 장애보다 뇌 영역 간 소통 단절에서 비롯될 수 있다.
• LogSync는 뇌 활동을 기록하고 뇌파 강도와 뇌 영역 간 신호 동기화를 추출한 뒤, 머신러닝 알고리즘으로 네트워크 수준의 바이오마커를 분석해 인지·감정 상태를 구분하고 자극 신호를 생성한다.
• 미국 정신보건 국립연구소(NIMH)의 660만 스위스 프랑 규모 지원금으로 진행되었으며, IEEE 고체-상태 회로 저널에 발표되었다.
• 연구팀은 기존 정신질환 실험의 인간 뇌 기록과 미네소타 대학의 쥐 실험으로 LogSync를 검증했으며, 인지 참여도와 감정 각성 상태를 신경 기록만으로 구분할 수 있음을 확인했다.
• 전체 시스템 전력 소비량을 200마이크로와트 이하로 유지하면서도 네트워크 수준의 신경신호 처리와 디코딩을 단일 칩에서 구현했으며, 로그 함수 계산으로 뇌 네트워크 분석의 복잡한 연산을 단순화했다.
• 정신질환 치료뿐만 아니라 적응형 DBS, 비침습적 자극 치료, 초음파 신경조절 등 차세대 신경기술 전반에 적용 가능하다.
• 실험실은 미리 정의된 바이오마커 대신 신경 기록에서 직접 학습하는 머신러닝 기법을 개발 중이며, 자가 지도학습을 활용한 최근 ICML 2026 논문은 신경 인터페이스를 임상 응용에 더 가깝게 다가가도록 지원한다.