분당서울대병원 정신건강의학과 김기웅 교수와 KAIST 전기및전자공학부 유승협 교수 공동 연구팀이 투명 OLED 스마트 안경을 개발하고, 이를 활용한 임상실험 결과를 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 게재했다고 6일 밝혔다.

알츠하이머병은 뇌 영역 간 정보 전달 기능이 약화되고 인지기능과 관련된 감마파 활동이 변화하는 퇴행성 뇌질환이다. 감마파는 뇌가 정보를 처리하고 여러 영역을 연결할 때 나타나는 고주파 뇌파로, 기억력과 주의력 등 인지기능과 관련이 있다. 특정 주파수로 깜빡이는 빛을 통해 감마파 활동을 유도하는 비침습적 뇌 자극법이 주목받아 왔다.

기존 OLED 안경은 패널이 불투명해 어두운 환경에서만 사용해야 하는 한계가 있었다. 연구팀은 주변 환경을 보면서도 빛 자극을 줄 수 있는 투명 OLED 스마트 안경을 개발했다. 해당 안경의 빛 투과율은 75%, 화면 밝기 균일도는 90% 이상이다.

연구팀은 건강한 성인 20명을 대상으로 임상실험을 진행했다. 참가자들은 투명·불투명 OLED 안경과 주변광 유무를 조합한 네 가지 조건에서 빛 자극을 받았으며, 연구팀은 자극 전후 뇌 활동 변화를 비교했다.

분석 결과, 투명 OLED 안경을 착용하고 주변광이 있는 조건에서 감마파 활동 변화가 가장 뚜렷했다. 빛 자극으로 발생한 신호가 시각을 담당하는 후두엽에서 인지기능과 관련된 전두엽으로 전달되는 정도도 가장 활발했다. 연구팀은 이 결과가 빛 자극이 인지기능과 관련된 뇌 기능 변화에 영향을 줄 수 있음을 보여준다고 설명했다.

편의성 평가에서도 투명 OLED 안경과 주변광 조건이 가장 우수했다. 참가자들은 이 조건에서 눈부심과 눈의 피로를 가장 적게 느꼈다고 답했다.

김기웅 교수는 “알츠하이머병은 뇌의 여러 영역 간 정보 전달 기능이 약해지는 질환인 만큼, 뇌 기능을 꾸준히 자극할 수 있는 새로운 접근이 필요하다”며 “이번 연구는 감마파 자극을 일상생활과 병행할 수 있는 형태로 구현하고, 실제 뇌에서 일어나는 변화를 확인했다는 점에서 고무적”이라고 말했다.

유승협 교수는 “투명 OLED 기술을 활용해 시야를 확보하면서도 안정적으로 감마파를 전달할 수 있는 웨어러블 기기를 구현했다는 점에서 의의가 있다”며 “디스플레이 기술이 의료 분야로 확장할 수 있도록 연구를 이어가겠다”고 밝혔다.

연구팀은 향후 경도인지장애와 초기 알츠하이머병 환자로 연구를 확대해 인지기능 변화와 안전성, 실제 활용 가능성 등을 검증할 계획이다.

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