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µLED 및 소프트 나노소재 기반 광유전 뉴로모듈레이션 인터페이스 연구

µLED and Soft-Nanomaterial-Based Optogenetic Neuromodulation Interface Research

연구 내용

광유전 뉴로모듈레이션을 위해 µLED 및 소프트 나노소재 인터페이스를 개발하고, 외부 자극-신경 반응을 연결하는 뇌-호환 광자극 시스템을 구현하는 연구

연성 나노소재와 광학 소자를 결합해 뇌-호환성을 확보하면서도 신경을 선택적으로 자극하는 인터페이스를 연구합니다. µLED 기반 광유전 인터페이스의 생체 적합성과 구동 특성을 정리하고, 광자극을 정밀 전달하기 위한 공학적 접근을 수행합니다. 또한 나노발전 기반 전기 구동 및 자기-기계-마찰 전기 변환 개념을 자극 전달에 연계하여, 동물에서 뉴로모듈레이션을 구현하는 방법론을 제시합니다. 이를 통해 신경회로 분석과 조절을 동시에 지원하는 차세대 장치 설계 원천기술을 확보합니다.

관련 연구 성과

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3

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연구 흐름

초기에는 광유전 자극 전달을 위한 나노에너지 기반 구동 및 외부 물리장 연계 메커니즘을 중심으로 연구를 수행했습니다. 이후에는 µLED를 포함한 뇌-호환 인터페이스의 구조와 성능 관점에서 인간 적용 가능성을 정리하고, 실제 동물 적용을 고려한 연성 나노소재 설계 방향을 보강했습니다. 최근에는 재료-소자-생체 환경을 연결해 광자극과 회로 조절이 안정적으로 이어지도록 인터페이스의 구성요소를 통합하는 흐름으로 확장하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

  • 인체 적용 광유전 인터페이스
  • 뇌표면 연성 자극 플랫폼
  • 자가발전식 광자극 구동
  • 다중회로 동시 자극
  • 연속 뉴로모듈레이션 제어
  • 연성 약물 전달 연동
  • 광학-전기 변환 구동부
  • 경두개 신경조절 장치
  • 신경질환 전임상 스크리닝
  • 개인맞춤형 광자극 프로토콜

관련 논문

구분

제목

1

Optogenetic brain neuromodulation by stray magnetic field via flash-enhanced magneto-mechano-triboelectric nanogenerator

2

Implantable Micro-Light-Emitting Diode (µLED)-based optogenetic interfaces toward human applications

3

Neuromedical Devices: Progress in Brain‐Compatible Interfaces with Soft Nanomaterials (Adv. Mater. 35/2020)