FDA, 뇌 활동 기록을 위한 나노 규모 센서 테스트 임상 시험 승인

연방의약국(FDA)은 수술 중 뇌 활동을 기록하는 새로운 전자 그리드의 효율성을 테스트하기 위한 임상 시험을 승인했다. 캘리포니아 대학교 샌디에고 캠퍼스의 엔지니어들이 개발한 이 장치에는 기록적인 세부 묘사로 인간 두뇌 표면의 전기 신호를 직접 기록하는 나노 규모 센서가 포함되어 있다.

그리드의 획기적인 고해상도는 뇌종양을 제거하고 약물 저항성 간질을 치료하기 위한 수술을 계획하고 수행하는 데 더 나은 지침을 제공할 수 있으며 건강한 뇌 조직의 손상을 최소화하는 신경외과 의사의 능력을 향상시킬 수 있다고 연구진은 말한다. 간질 수술 중에 새로운 그리드는 간질 발작이 발생하는 뇌 영역을 정확하게 식별하는 능력을 향상시켜 안전하고 효과적인 치료를 가능하게 할 수 있다.

초박형 뇌 센서 어레이

새로운 뇌 센서 어레이("백금 나노막대 그리드(PtNRGrid)"로 알려짐)는 기록적인 1,024개의 내장 전기피질검사(ECoG) 센서로 조밀하게 채워진 그리드를 특징으로 한다. 이 장치는 뇌 표면에 위치하며 두께는 약 6미크론이고 두께는 약 6미크론이다. 따라서 유연성이 있어 뇌 표면에 부착하고 순응할 수 있으며 뇌가 움직일 때 구부러지는 동시에 뇌 활동에 대한 고품질, 고해상도 기록을 제공한다.

이와 대조적으로 오늘날 수술에 가장 일반적으로 사용되는 ECoG 그리드는 일반적으로 16~64개의 센서를 가지며 단단하고 단단하며 두께가 500미크론 이상이다. 뇌의 곡면과 일치하지 않는다.

PtNRGrid는 캘리포니아 대학교 샌디에이고 캠퍼스의 전기 및 컴퓨터 공학과 교수인 샤디 다예(Shadi Dayeh)와 그의 팀원이 발명했다. 연구팀은 UC 샌디에고, 매사추세츠 종합병원(MGH), 오레곤 보건과학대학교(OHSU)의 신경외과 의사 및 의학 연구원들과 협력하여 PtNRGrid 기술을 개발했다.

현재 다예의 연구 그룹은 2022년 과학 중개 의학에 발표된 인간 뇌 표면의 2,048개 채널을 가진 단일 피질 그리드에서 뇌 활동을 기록하는 세계 기록을 보유하고 있다.

임상 시험은 정상 및 병리학적 뇌 활동을 모두 매핑하는 PtNRGrid 장치의 효과를 입증하도록 설계되었다. 외과 의사들은 20명의 환자에게 PtNRGrid를 이식한 후 그리드의 성능을 현재 최첨단 기술과 측정하고 비교할 것이다. PtNRGrid는 뇌종양을 제거하고 간질성 발작을 일으키는 조직을 제거하는 수술에 사용될 예정이다.

다예 박사는 성명에서 “우리의 목표는 UC 샌디에고, MGH, OHSU에서 경험이 풍부한 임상 협력자들의 네트워크와 협력하여 신경 질환을 이해하고 치료하기 위한 새로운 지도책을 제공하는 것”이라고 말했다.

기록적인 밀도

이 단계별 시험이 성공할 때까지 팀은 다음 중요한 단계인 PtNRGrid를 대규모로 상업적으로 사용할 수 있도록 하는 단계로 전환할 것이다. 수천 개의 채널에 센서가 있는 ECoG 그리드가 뇌 활동을 충실하게 기록한다는 사실을 입증하면 인간의 뇌가 어떻게 기능하는지에 대한 더 깊은 이해를 밝힐 수 있는 신경과학 분야의 새로운 기회가 열린다. 기초 과학의 발전은 결국 뇌 기능에 대한 이해 증진을 바탕으로 향상된 치료법으로 이어질 수 있다.

FDA 승인을 위한 Dayeh의 작업은 NIH BRAIN® Initiative 상을 통해 지원된다.