DGIST 신경다이나믹스연구실

생명과학과
이광

DGIST 신경다이나믹스연구실은 뇌가 어떻게 행동과 인지 기능을 구현하는지에 대한 근본적인 원리를 탐구하는 국내외 선도 연구실입니다. 본 연구실은 살아있는 실험동물의 뇌에서 단일 뉴런부터 대규모 신경 집단에 이르기까지 다양한 수준의 신경 신호를 실시간으로 기록하고 분석함으로써, 행동, 감정 기억, 의사결정 등 복잡한 인지 기능이 신경 회로의 상호작용을 통해 어떻게 생성되는지 밝히고자 합니다.\n\n연구실은 자체 개발한 미세 신경칩, 다채널 전극 어레이, 광신경칩, 차세대 형광 현미경 등 첨단 하드웨어 플랫폼을 활용하여, 뇌의 여러 영역에서 발생하는 신경 신호를 동시다발적으로 측정하고, 신경회로의 시간적·공간적 패턴을 정밀하게 분석합니다. 또한, 광유전학 기반의 실시간 신경조절 기술과 기계학습 기반의 신경 디코딩 알고리즘을 결합하여, 뇌 신호로부터 행동을 예측하거나 뇌-기계 인터페이스 구현에 필요한 핵심 기술을 확보하고 있습니다.\n\n특히, 도파민 신경회로의 동적 변화를 실시간으로 측정하고, 파킨슨병, 헌팅턴병 등 다양한 뇌 질환 모델에서 신경 회로의 이상 신호와 그로 인한 행동 변화를 심층적으로 연구합니다. 이를 통해 도파민 신경회로가 보상 기반 학습, 조건화된 운동, 의사결정 과정에서 어떻게 작동하는지, 그리고 이 과정이 뇌 질환에서 어떻게 변화하는지 규명하고 있습니다.\n\n연구실은 신경 다이나믹스의 원리를 규명함으로써 뇌 질환의 조기 진단 및 치료 전략 개발, 인공 신경망 기반의 신경 보철, 웨어러블 디지털 헬스케어 등 다양한 응용 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 국내외 유수 연구기관과의 협력을 통해, 신경 이미징 및 인터페이스 기술의 한계를 극복하고, 뇌 연구의 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다.\n\n궁극적으로, DGIST 신경다이나믹스연구실은 뇌 기능의 근본적 이해를 확장하고, 신경회로 기반의 행동 예측, 신경 장애 복구, 차세대 뇌-기계 인터페이스 개발 등 미래 뇌과학의 핵심 분야를 선도하는 연구를 지속적으로 수행하고 있습니다.