난치성 간질 치료의 혁명: 뉴로모픽 컴퓨팅 기반 폐쇄 루프 시스템
뉴로모픽 컴퓨팅 기반 폐쇄 루프 시스템이 난치성 간질 치료에 혁신을 가져왔습니다. 실시간 발작 예측으로 개인 맞춤형 자극을 제공하여 97% 이상의 발작 감소 효과를 보였으며, 임상 적용 가능성을 높였습니다.

난치성 간질 치료의 새 지평을 열다: 뉴로모픽 컴퓨팅의 힘
약물 치료에도 반응하지 않는 난치성 간질(DRE) 환자들에게는 희소식이 전해졌습니다. Maryam Sadeghi 등 연구진이 발표한 최근 논문에 따르면, 뉴로모픽 컴퓨팅을 활용한 혁신적인 폐쇄 루프 시스템이 난치성 간질 치료에 새로운 가능성을 제시하고 있습니다. 이 시스템은 기존의 발작 감지 후 자극 방식의 한계를 극복하고, 실시간 발작 예측을 통해 개인 맞춤형 자유 실행 자극을 제공한다는 점에서 주목할 만합니다.
기존의 폐쇄 루프 뇌 자극 방식은 발작을 감지한 후에야 자극을 가하는 방식으로, 발작을 예방하기보다는 이미 발생한 발작을 중단하는 데 그쳤습니다. 또한 자극 매개변수를 시행착오를 통해 설정해야 하므로, 치료 효과를 얻기까지 오랜 시간이 걸리는 단점이 있었습니다.
하지만 이번 연구에서 개발된 시스템은 뉴로모픽 컴퓨팅을 통해 이러한 문제점들을 해결했습니다. 실시간 발작 예측 알고리즘이 발작을 예측하면, 미리 정해진 고정 주파수 자극이 아닌, 예측에 따라 전기 펄스를 전달하는 방식입니다. 이는 마치 예측된 위험에 미리 대비하는 것과 같습니다.
연구팀은 간단한 시험 환경으로서 해마 스페로이드와 3D 마이크로전극 배열을 결합하여 시스템을 검증했습니다. 그 결과, 97% 이상의 발작 감소 효과를 달성했으며, 주로 20Hz 이하의 순간적인 자극 주파수를 사용했습니다. 이는 임상 환경에서 일반적으로 사용되는 주파수보다 훨씬 낮은 수치로, 부작용을 최소화하면서 효과를 극대화할 수 있음을 시사합니다.
이 연구는 뉴로모픽 시스템이 차세대 신경 조절 전략으로서 난치성 간질 개인 맞춤형 치료에 획기적인 전기를 마련할 수 있음을 보여줍니다. 앞으로 이 기술이 더욱 발전하고 임상 적용될 경우, 수많은 난치성 간질 환자들에게 새로운 희망을 줄 수 있을 것으로 기대됩니다. 이는 단순한 기술적 발전을 넘어, 인류의 삶의 질 향상에 직접적으로 기여하는 혁신적인 사례입니다.
핵심 내용:
- 뉴로모픽 컴퓨팅 기반 폐쇄 루프 시스템 개발
- 실시간 발작 예측을 통한 개인 맞춤형 자극
- 97% 이상의 발작 감소 효과 확인
- 낮은 주파수 자극으로 부작용 최소화
- 난치성 간질 치료의 새로운 가능성 제시
Reference
[arxiv] Closed-loop control of seizure activity via real-time seizure forecasting by reservoir neuromorphic computing
Published: (Updated: )
Author: Maryam Sadeghi, Darío Fernández Khatiboun, Yasser Rezaeiyan, Saima Rizwan, Alessandro Barcellona, Andrea Merello, Marco Crepaldi, Gabriella Panuccio, Farshad Moradi
http://arxiv.org/abs/2505.02003v1