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석사과정 박세환 (지도교수 신효근), Sensors and Actuators A: Physical (IF 4.9) 논문 게재
관리자 |
2025-09-24 |
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경북대학교 전자전기공학부 신경생체전자 연구실(Neural Bioelectronics Lab) 소속 석사과정 박세환 학생(지도교수 신효근)이 제1저자로 참여한 연구 논문이 국제학술지 Sensors and Actuators A: Physical (IF 4.9, JCR 상위 17.1%)에 게재되었다.
뇌는 여러 신경 회로가 복잡하게 얽혀 있는 3차원 구조를 가지고 있으며, 이를 동시에 정밀하게 기록하기 위한 기술적 한계가 존재해왔다. 기존 신경 전극은 주로 고정된 길이와 단면 전극 배열 구조를 갖고 있어, 다양한 뇌 영역과 깊이를 동시에 관찰하기 어려웠다.
이번 연구에서는 이러한 한계를 극복하기 위해, 깊이 조절이 가능한(double-sided) 3차원 신경 프로브 어레이를 개발하였다. 본 장치는 플렉서블 인쇄회로기판(FPCB) 기술을 활용하여 제작되었으며, 별도의 추가 제작 공정 없이 제로 인서션 포스(ZIF) 커넥터와 지지 보드를 기반으로 원하는 깊이를 자유롭게 조절할 수 있다. 또한 양면 전극 구조를 도입해 동일 면적 내 전극 수를 두 배로 확장함으로써, 보다 입체적이고 포괄적인 신호 측정이 가능해졌다.
제작된 전극은 최소 1 mm 간격으로 배열이 가능하며, 삽입 깊이를 정밀하게 조절할 수 있어 특정 뇌 영역을 정확히 타겟팅할 수 있다. 특히 총 두께 약 80 µm의 초소형 설계를 구현해, 복잡한 반도체 공정 없이도 신속하고 저비용으로 제작할 수 있다는 점에서 큰 장점을 지닌다.
연구팀은 해당 전극을 마우스 뇌에 적용하여 복수의 뇌 영역에서 동시에 전기생리 신호를 기록하는 데 성공하였다. 이를 통해 다양한 깊이에 따른 뇌 기능 연결성(functional connectivity)을 분석할 수 있었으며, 복잡한 신경 네트워크의 동역학 연구에 새로운 가능성을 제시하였다.
이번 연구 성과는 “A depth-customizable double-sided 3D neural probe array for simultaneous investigation of multiple brain regions”라는 제목으로 게재되었으며, 뇌-기계 인터페이스(BMI), 기능적 신경망 분석, 신경질환 연구 등 차세대 뇌과학 연구 분야에 폭넓게 활용될 수 있는 잠재력을 인정받았다.
논문링크
신경생체전자 연구실 홈페이지
신경생체전자 연구실 공식 유튜브 채널
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