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[IT뉴스]사람 몸이 통신망…체내 장치 연결해 생쥐 다리 움직여

온카뱅크관리자

2026-09-28 10:27:25

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 <img alt="미국 조지아공대 연구팀이 인간 조직을 통신 경로로 활용해 체내에서 신호를 전달하는 '무선 자율 네트워킹 시스템(SWANS)'을 개발했다. 시스템은 적은 전력만으로 작동한다. 그 결과 장치를 주사기로 주입이 가능한 크기인 직경 3mm 이하로 소형화할 수 있다는 장점이 있다. 조지아공대 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/28/dongascience/20260928102511531qsgj.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="QSVAcpjJRK" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/28/dongascience/20260928102511531qsgj.jpg" width="658">
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 미국 조지아공대 연구팀이 인간 조직을 통신 경로로 활용해 체내에서 신호를 전달하는 '무선 자율 네트워킹 시스템(SWANS)'을 개발했다. 시스템은 적은 전력만으로 작동한다. 그 결과 장치를 주사기로 주입이 가능한 크기인 직경 3mm 이하로 소형화할 수 있다는 장점이 있다. 조지아공대 제공
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 사람의 몸을 하나의 통신망처럼 활용해 몸속에 삽입한 초소형 센서와 치료 장치, 몸 밖의 웨어러블 기기가 서로 신호를 주고받도록 연결하는 무선 통신 기술이 개발됐다. 신체 한쪽에서 생체 신호를 감지하면 멀리 떨어진 다른 부위의 치료 장치가 자동으로 약물을 방출하거나 신경을 자극하는 방식의 맞춤형 치료에 활용될 것으로 기대된다.
 알렉스 에이브럼슨 미국 조지아공대 화학·분자생물공학 부교수팀은 체내에서 인체 조직을 통해 여러 장치가 통신하는 '스마트 무선 자율 네트워킹 시스템(SWANS)'을 개발하고 연구결과를 24일(현지시간) 국제학술지 '사이언스'에 발표했다.
 몸 밖 신체 표면에 부착하는 웨어러블 장치와 몸 속에 삽입한 여러 체내 기기(임플란트)는 하나의 통신망으로 연결하기 어렵다. 블루투스나 근거리무선통신(NFC)과 같은 기존 무선 통신 기술이 활용되지만 신호가 인체 조직을 잘 통과하지 못하기 때문이다. 통신이 원활이 이뤄지려면 비교적 큰 안테나와 많은 전력이 필요해 임플란트를 작게 만드는 데도 제약이 있다.
 연구팀이 개발한 SWANS는 기존 무선 통신 기술 대신 인체 조직이 이온을 통해 전기를 전달하는 특성을 이용한다. SWANS에 연결된 각 장치는 주변 조직을 통해 전달되는 특정 전압과 길이의 전기 자극을 인식하도록 설계됐다. 장치마다 반응 신호를 다르게 설정하면 원하는 장치만 선택적으로 작동시킬 수 있다.
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 <img alt="체내 이식형 장치는 외부 스마트 기기나 센서와 통신 가능하다. 캔들러 홉스/조지아공대 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/28/dongascience/20260928102512794tuaj.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="xayK9rb0ib" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/28/dongascience/20260928102512794tuaj.jpg" width="658">
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 체내 이식형 장치는 외부 스마트 기기나 센서와 통신 가능하다. 캔들러 홉스/조지아공대 제공
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 여러 센서에서 얻은 정보를 조합해 특정 치료 장치를 자동으로 작동시키는 것도 가능하다. 센서와 치료 장치는 주변 조직을 통해 신호를 주고받을 수 있어 서로 연결돼 있거나 가까이 위치할 필요가 없다. 연구팀은 "생체 신호를 감지하기 가장 좋은 위치에 센서를 두고 치료하는 데 가장 효과적인 위치에 치료 기기를 배치할 수 있다"고 설명했다.
 연구팀은 생쥐의 몸에 센서와 신경 조절 임플란트를 배치하고 SWANS로 연결해 실제 작동 여부를 확인했다. 실험 결과 센서가 쥐의 앞발 움직임을 감지하면 자동으로 임플란트에 신호를 보내고 임플란트는 신경 자극을 발생시켜 뒷다리 근육을 수축시켰다. 쥐가 실제 걷는 듯한 앞뒤 다리 움직임이 구현된 것이다.
 SWANS는 많은 정보를 빠르게 주고받는 통신망은 아니다. 특정 생체신호의 감지 여부나 치료 시작 여부 등을 확인하는 적은 양의 정보만 전달된다. 대용량 데이터 처리나 복잡한 연산은 몸 밖에 착용하는 별도의 장치가 맡는다. 외부 장치가 여러 센서에서 받은 정보를 종합해 필요한 치료 장치를 작동시킨다.
 SWANS는 구동하는 데 많은 전력이 필요하지 않아 임플란트를 직경 3mm보다 작게 만들 수 있는 것도 특징이다. 주사기로 삽입 가능한 크기다. 장치는 평소 신호를 기다리는 동안에는 거의 전력을 쓰지 않는 수동 전자부품으로 구성되며 신호를 받으면 즉시 활성화되는 방식으로 작동한다. 사용 가능 시간을 측정한 결과 하루 한차례 작동하는 초소형 치료 장치는 교체 없이 약 1년간 사용 가능한 것으로 확인됐다.
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 <img alt="왼쪽부터 라미 가님 조지아공대 박사과정생, 조이 잭슨 의공학과 대학원생, 에이브럼슨 부교수. 소형 체내 이식형 장치를 시험하고 있다. 캔들러 홉스/조지아공대 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/28/dongascience/20260928102514028tmaa.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="ysD48CfzJB" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/28/dongascience/20260928102514028tmaa.jpg" width="658">
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 왼쪽부터 라미 가님 조지아공대 박사과정생, 조이 잭슨 의공학과 대학원생, 에이브럼슨 부교수. 소형 체내 이식형 장치를 시험하고 있다. 캔들러 홉스/조지아공대 제공
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 라미 가님 조지아공대 박사과정생은 "환자의 삶의 질을 높일 수 있는 장치를 개발하고 싶었다"며 "센서가 신호를 감지하고 치료 장치를 작동시키는 과정을 자동화하면 치료 결과를 개선하고 환자의 치료 과정을 단순화할 수 있다"고 설명했다.
 에이브럼슨 교수는 "궁극적인 목표는 필요한 순간, 필요한 위치에서 정확한 치료를 제공하고 몸 전체에서 이 과정이 유기적으로 이뤄지도록 인간 건강 관리를 자동화하는 것"이라며 "서로 완전히 다른 신체 부위에 위치한 여러 센서와 치료장치를 조절할 수 있다는 점에서 개인맞춤형 생체전자 의학을 향한 중요한 진전"이라고 평가했다.
 &lt;참고 자료&gt; doi.org/10.1126/science.adz5300
 [문혜원 기자 moony@donga.com]
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