한국 연구진이 인공지능(AI)과 광유전학을 결합해 파킨슨병을 정밀 진단하고 치료 효과까지 평가할 수 있는 새로운 전임상 연구 성과를 내놨다.
KAIST(총장 이광형)는 22일 허원도 생명과학과 석좌교수 연구팀이 김대수 생명과학기술대학장팀, 기초과학연구원(IBS) 이창준 단장팀과 공동으로 파킨슨병 동물 모델에서 조기 진단과 치료 가능성을 입증했다고 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈 온라인판(8월 21일자)에 실렸다.
연구팀은 두 단계 중증도의 파킨슨병 생쥐 모델을 구축하고, AI 기반 3차원 자세 추정 기술로 걸음걸이, 떨림 등 340여 개 행동 신호를 분석해 ‘파킨슨 행동지수’를 개발했다. 이 지수는 질환 유도 2주 시점부터 대조군과 뚜렷한 차이를 보이며 기존 운동능력 검사보다 민감하게 발병 정도를 구분했다. 또 루게릭병 동물 모델에는 적용되지 않아 파킨슨병 특이성을 확인했다.
연구팀은 치료 가능성 검증을 위해 신경세포 기능을 빛으로 조절하는 광유전학 기술 ‘옵토렛(optoRET)’을 활용했다. 빛을 격일 주기로 조사하자 파킨슨병 동물 모델의 보행과 팔다리 움직임이 회복되고 떨림 증상도 줄어들었으며, 도파민 신경세포 보호 효과도 관찰됐다.
허원도 교수는 “AI 기반 행동 분석과 광유전학을 결합해 파킨슨병 조기진단과 치료평가, 기전 검증을 하나로 잇는 전임상 플랫폼을 세계 최초로 구현했다”며 “향후 환자 맞춤형 치료제와 정밀의료로 이어질 토대를 마련했다”고 말했다.
김지윤 기자/ hello@sciencewave.kr
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