연세대힉교 전기전자공학과 안종현 교수 연구팀이 서울대학교 의과대학 정천기 교수팀, 홍콩성시대학교(City University of Hong Kong) 양성칠 교수팀, ㈜지브레인과의 공동 연구를 통해 뇌 표면에서 발생하는 미세 신호를 정밀하게 측정할 수 있는 유연한 뇌파 센서를 개발했다. 해당 연구는 세계적 학술지 '네이처 머터리얼스(Nature Materials, IF 38.5)' 2026년 3월호에 게재됐다.

기존 뇌파 측정에는 주로 금속 전극 기반의 단순 구조 센서가 사용돼 왔다. 그러나 전극 수가 증가할수록 배선이 복잡해져 넓은 뇌 영역을 동시에 정밀하게 관찰하는 데 한계가 있었고, 이에 따라 뇌 신경망의 정▲(왼쪽부터) 연세대학교 전기전자공학과 안종현 교수,        밀한 분석과 질환 진단에도 제약이 있었다.

서울대 의과대학 정천기 교수, 홍콩성시대 신경과학과 양성칠 교수,

전기전자공학과 슈 듀오, 홍주영 박사과정생

연구팀은 이러한 한계를 해결하기 위해 이황화몰리브덴(MoS₂)을 활용한 유연한 뇌파 센서를 개발했다. 해당 센서는 얇고 유연한 구조로 뇌 표면의 굴곡에 밀착될 수 있으며, 트랜지스터가 집적된 능동형 구조를 통해 배선 수를 줄이면서도 고해상도의 뇌 활동 측정이 가능하다.

특히 센서는 약 20나노초 수준의 빠른 반응 속도와 높은 신호 증폭 성능을 바탕으로, 뇌의 청각 피질에서 발생하는 다양한 신호를 정밀하게 측정하는 데 성공했다. 쥐를 대상으로 한 실험에서는 소리 자극에 따른 뇌 반응을 세포 단위 수준에서 실시간으로 확인했으며, 4주 이상의 장기 이식 환경에서도 안정적으로 작동해 내구성과 안정성을 입증했다.

이번 기술은 뇌전증, 뇌졸중, 파킨슨병 등 신경 질환의 정밀 진단과 치료뿐만 아니라, 뇌 신호를 기반으로 외부 기기를 제어하는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술에도 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 향후 ㈜지브레인과의 기술 이전을 통해 임상 적용을 위한 후속 연구를 추진할 계획이다.

이번 연구는 한국산업기술기획평가원의 알키미스트 프로젝트(Brain-to-X 개발) 지원을 받아 진행됐다.