주변을 보면서도 빛으로 뇌를 자극할 수 있는 ‘투명 OLED 스마트 안경’이 개발됐다. 건강한 성인 20명을 대상으로 시험한 결과, 주변광이 있는 상태에서 감마파 활동과 뇌 영역 간 신호 전달이 가장 활발하게 나타났다.

분당서울대병원 정신건강의학과 김기웅 교수와 KAIST 전기및전자공학부 유승협 교수 공동 연구팀은 투명 OLED 스마트 안경을 개발하고 실제 착용 시험을 통해 뇌 활동 변화를 확인했다고 6일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 발표됐다.

알츠하이머병은 진행하면서 뇌 여러 영역 사이의 정보 전달 기능이 떨어지고 기억력과 주의력 등 인지기능과 관련된 감마파 활동도 변하는 것으로 알려져 있다. 이런 특성 때문에 특정 주파수로 깜빡이는 빛이나 소리를 이용해 감마파를 자극하는 비침습적 방법이 연구돼 왔다.

기존에도 OLED 패널을 안경에 부착해 빛 자극을 주는 방식이 시도됐지만 패널이 불투명해 시야를 가렸다. 착용 중 주변을 보기 어려워 어두운 공간에서 자극만 받아야 했고, 일상생활과 병행하기 어려웠다.

● 주변 보면서 빛 자극…투과율 75% OLED 안경

연구팀은 주변 환경을 그대로 볼 수 있도록 투명 OLED를 적용했다. 빛 투과율은 75%, 화면 밝기 균일도는 90% 이상으로 설계했다. 안경을 쓴 상태에서도 주변을 볼 수 있어 기존 불투명 패널 방식보다 일상생활에 적용하기 쉽도록 했다.

연구팀은 건강한 성인 20명에게 투명·불투명 OLED 안경과 주변광 유무를 조합한 네 가지 조건에서 빛 자극을 주고 자극 전후 뇌 활동을 비교했다.

투명 OLED 안경을 착용하고 주변광이 있는 조건에서 감마파 활동 변화가 가장 뚜렷했다. 빛 자극으로 생긴 신호가 시각을 담당하는 후두엽에서 인지기능과 관련된 전두엽으로 전달되는 정도도 이 조건에서 가장 활발했다. 참가자들이 느낀 눈부심과 눈의 피로도 가장 적었다.

● 감마파 변화 확인…이제 환자 대상 검증 남았다

다만 이번 연구 결과를 곧바로 알츠하이머병 예방이나 치료 효과로 해석해서는 안 된다. 시험 대상은 알츠하이머병 환자가 아니라 건강한 성인 20명이었고, 확인한 것도 인지기능 개선이 아니라 빛 자극 이후의 뇌파와 뇌 영역 간 신호 변화다. 연구팀도 앞으로 경도인지장애와 초기 알츠하이머병 환자를 대상으로 인지기능 변화와 안전성, 실제 활용 가능성을 검증할 계획이다.

감마 주파수 자극의 임상 효과 자체도 아직 결론이 나지 않았다. 2025년 알츠하이머병과 경도인지장애 환자를 대상으로 한 11개 연구를 종합한 메타분석에서는 뇌 구조 변화는 관찰됐지만 인지기능이나 일상생활 능력의 유의한 개선은 확인되지 않았다. 연구진은 더 큰 규모의 임상시험이 필요하다고 결론 내렸다.

김기웅 교수는 “이번 연구는 감마파 자극을 일상생활과 병행할 수 있는 형태로 구현하고 실제 뇌에서 일어나는 변화를 확인했다는 점에서 고무적”이라며 “앞으로는 병원 방문이나 특수 장비 없이 안경을 착용하는 것만으로 꾸준히 뇌 자극을 받을 수 있는 방식으로 발전시켜 나가겠다”고 말했다.

유승협 교수는 “투명 OLED 기술을 활용해 시야를 확보하면서도 안정적으로 감마파를 전달할 수 있는 웨어러블 기기를 구현했다”며 “디스플레이 기술이 단순한 정보 전달을 넘어 뇌 자극과 같은 의료 분야로 확장할 수 있도록 연구를 이어가겠다”고 밝혔다.

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