TwinBrain 프로젝트는 환자가 주변 환경을 돌아다니는 동안 환자의 뇌 활동을 모니터링할 수 있는 새로운 기술을 개발
- 이는 뇌 기능에 대한 우리의 이해를 발전시킬 뿐만 아니라 파킨슨병과 같은 신경학적 상태를 치료할 수 있는 문을 열어줌
※ 전 세계 800만 명 이상의 사람들이 운동 능력에 영향을 미치고, 종종 추가적으로 신체적, 정신적인 장애도 함께 일으키는 퇴행성 뇌 질환인 파킨슨병을 앓고 있음
- 파킨슨병이나 이와 유사한 신경 질환을 치료하는 방법에 대한 해답은 우리 머릿속에 숨겨져 있을 수 있으나, 과학자들은 걷기나 균형잡기와 같은 일상적인 움직임 중에 일어나는 뇌의 역학에 대해 놀라울 정도로 거의 알지 못함
대부분의 신경 영상 연구는 피험자가 신체 스캐너에 수평으로 누운 상태에서 움직이는 것에 대해 생각하는 정적인 조건에서 수행
- 때문에 이는 걷기와 달리기와 같은 역동적인 상황과 이와 관련된 복잡한 뇌 패턴을 포착하지 못하는 접근방식임
- 하지만 모바일 뇌/신체 영상(MoBI) 기술의 발전으로 상황이 변화됨
- “최근까지만 해도 뇌와 운동 연구를 결합하는 것을 불가능했다. MoBI는 이러한 조사를 가능하게 하여 인간 움직임의 생체 역학 매개변수와 동시에 뇌 역학을 모니터링할 수 있도록 한다.”(슬로베니아 모바일 뇌/신체 영상 연구소의 연구원 Uroš Marušič)
TwinBrain 프로젝트의 지원으로, 독일, 이탈리아, 슬로베니아 그리고 스위스의 연구원들은 걷거나, 달리거나, 다른 유형의 신체적, 정신적 운동을 하는 동안 뇌 신호를 측정하기 위해 MoBI 기술을 사용
- Mobi 시스템의 핵심은 뇌 신호에 대한 데이터로, Marušič에 따르면 5분만 걸어도 1GB라는 엄청난 양의 측정값을 얻을 수 있음
- 이 풍부한 데이터를 의미있는 인사이트로 변환하려면 슈퍼컴퓨터의 성능을 활용하고 다양한 머신러닝 프로토콜을 사용해야 함
- 반면, 이러한 기술은 시장에서 쉽게 구할 수 없기 때문에 TwinBrain 프로젝트는 창의력을 발휘해야 했음
- “우리 실험의 독특한 측면 중 하나는 최첨단 무선 기술의 통합이다. 다양한 기술을 융합하여 환자의 뇌 활동을 근육 활동과 동기화하고 실시간 아바타를 통해 이 움직임을 복제할 수 있었다”(Marušič)
- 이 획기적인 접근 방식을 통해 연구자들은 누운 상태에서 움직이는 것에 대해 생각하는 동안 환자의 뇌 활동을 모니터링하고 추적하는 것이 아니라 실제로 주변 환경에서 환자들이 움직이고 있을 때 뇌 활동을 연구할 수 있게 됨
초기 파킨슨병 환자를 검사하는 데 사용된 TwinBrain MoBI 시스템은 연구진에게 놀랍고 새로운 인사이트를 제공
- 예비 결과에 따르면 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 복잡한 활성화 패턴이 나타났으며, 이러한 패턴은 특히 더 까다로운 형태의 움직임에서 뚜렷하게 나타남
- 이러한 정보는 의사가 파킨슨병을 조기에 진단하는 데 도움이 될 수 있을 것임
현재 TwinBrain은 MoBI 기술을 더욱 개선하기 위해 장비 공급업체와 협력하고 있음
- 프로젝트 파트너 중 일부는 MoBI 기술의 잠재력을 더욱 극대화하는 것을 목표로 하는 EU의 추가 펀딩 이니셔티브에도 참여하고 있음
- “이 연구는 그 프로젝트의 긍정적인 영향력을 강조할 뿐만 아니라 MoBI 분야를 발전시키기 위한 우리의 노력을 강조한다. 우리의 궁극적인 목표는 이 혁신적인 기술이 임상의와 신경과 전문의의 일상 업무에 필수적인 부분이 되어 환자 치료 및 진단에 접근하는 방식을 혁신하는 것이다”(Marušič)
TwinBrain 프로젝트
- 기간 : 11.01.~2024.01.31.
- 예산 : 약 900만 유로 (EU 지원 100%)
- 총괄 : ZNANSTVENO-RAZISKOVALNO SREDISCE KOPER (슬로베니아)
SOURCE : European Commission R&I Success Stories
