인지기능 저하 등 뇌기능 문제를 부작용과 거부감 없이 회복, 향상시키는 새로운 접근방법

비약물의 국소 신경망 자극을 통해 부작용과 거부감이 적고, 개인의 돌봄 접근성을 높임으로써 팬데믹 이후 증가 추세인 정신건강 문제해결에 기여

향후 5년 : 국소 신경망 특이적 신경조율기법의 개발 및 작용 기전에 대한 이해

향후 10년 : 질병 특이적, 뇌세포 특이적 신경조율 기법을 통한 뇌기능 정밀 조율기술 활용

< 신경조율기법의 시간 및 공간적 해상도 > 비약물/국소 신경망 선택적 자극 기술 - 높은 공간해상도와 뇌침투력 증강을 통한 뇌심부 자극 기술 - 국소 신경망에 대한 선택적 자극(수~수백 μm)과 피질 및 뇌심부 신경조율을 위한 자극 기술 개발 및 관련 기전에 대한 연구기법 적용 - 신경세포 및 뇌세포 자극과 기능 규명을 위한 생물리학적 접근(시냅스 활동도, 세포 흥분성, 뇌파 등 전기신호 분석, 특정 수용체, 단백질, 뉴클레오타이드 분석) 생체, 뇌신호 분석 기술 - 일시적/한시적 효과가 아닌 중장기 신경조율 효과를 위한 신경계 가소성 연관기술 - 핵산 분석, 이온 통로, 수용체, 단백질, 시냅스 활동도, 세포 흥분성, 뇌파 등 전기 신호 분석 기술을 이용하여 신경 가소성 관련 정보 제공 세포 특이성 기술 - 단일세포 또는 특정 세포군에 대한 선택적 신경조율기법 적용을 위한 비침습적 유전체 정보 전달 기술을 접목 - 비침습적 자극 조건과의 연계를 통한 세포 특이적 흥분성 조절기술 구현

타겟 영역에 대한 높은 시공간 해상력과 함께 뇌심부로의 자극전달을 통한 지속적인 효과 유발을 가능하게 하는 장비 및 인지신경과학 기반 기술 제공

뇌자극의 안정성이 확보된 경두개직류자극기법(tDCS)을 이용한 원격의료 및 돌봄 서비스 논의 및 개시 - DIY(Do-It-by-Yourself), NIBS(Non-Invasive Brain Stimulation) 개발을 위한 노력은 지속되고 있으나, 불충분한 신경과학적 이해와 위험요소로 인해 현재 관련 기술개발은 답보 상태(Neuroeng Rehabil, 2019) - “tele-monitored tDCS”와 같은 원격 돌봄을 통한 헬스서비스 및 임상시도 및 연구는 지속적으로 증가하는 추세(Brain Sci. 2018) 다양한 형태의 비침습적 전기적, 자기적, 초음파 기법을 통한 신경조율기법 및 기전에 대한 연구의 활발한 수행을 기반으로 다양한 의료기술이 개발되고 있음 - COVID-19으로 인한 신경계 기능 이상에 대한 비침습적 신경 툴 박스의 적용 (경두개 직류자극(tDCS), 경두개 자기자극(rTMS), 미주신경 자극 (VNS))(Front. Neurol. 2020) - 비침습적 천골신경자극(Scacral nerve stimulation)을 통한 변비 치료(Front. Pediatr. 2020) 등 직접적으로 환자에게 도움을 줄 수 있는 새로운 치료 기법 시도 - 우울증 환자를 대상으로 전두엽피질 MR 유도하 초음파 자극기법 적용 (Front. Psych. 2022)

뇌신경재활을 위한 비침습적 뇌신경 및 뇌자극 클리닉의 시행 - 미주신경자극술(VNS), 외부 삼차신경 자극술, 경두개 자기자극술(rTMS), 경두개 직류자극(tDCS)를 이용한 외상후 스트레스 장애, 우울증, 편두통, 뇌졸중, 뇌손상, 퇴행성 뇌질환으로 인한 기억 및 학습 장애, 운동실조, 언어장애, 통증치료를 위한 시술시행(삼성서울병원, 분당서울대병원 등) - MR 유도하 집적 초음파 뇌수술(세브란스 병원) - 인공지능 기반의 경두개 집속초음파 치료보조시스템 개발(IEEE, 2022)

비침습적 신경조율기전의 이해를 위한 인지신경 바이오 분야 연구 활성화 및 소재 기술개발을 위한 인프라 육성 및 제조 산업에 기여

사회적 스트레스, 경도&중도 우울증, 외상후스트레스 장애, 팬데믹으로 인한 정신건강의학에 대한 관심 및 문제를 해결할 수 있는 기술개발 기대에 부응

관련기전에 대한 이해 및 신경조율 효과의 최적화와 장기화를 위한 시스템 구축과 기술개발 필요높은 시간해상 및 뇌심부와 특정 신경회로에 대한 선택적 자극을 위한 공간해상도 조절 기능과 장기적이고 지속적인 효과를 유발할 수 있는 새로운 패러다임 필요

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