기존의 심부뇌자극(Deep Brain Stimulation, DBS)은 특정 뇌 회로를 직접 조절할 수 있지만, 뇌 내 전극 삽입을 위한 수술이 필요함. 본 연구실은 이러한 한계를 극복하기 위해 GHz 대역의 Radiofrequency(RF) 전자기장을 이용한 비침습적 신경조절 기술을 연구하고 있음. 안테나의 구조·배치·위상 및 변조 조건을 최적화하여 두개골 내부에 원하는 전자기장 분포를 형성하고, 특정 뇌 영역과 신경회로를 선택적으로 조절하는 것을 목표로 함.
특히 RF 자극에 40 Hz와 같은 저주파 신경진동을 펄스 방식으로 결합하여, 자극의 공간적 표적성과 신경진동에 대한 주파수 선택성을 동시에 확보하고자 함. 전자기장 시뮬레이션과 EEG, Electrobulbogram(EBG) 및 행동평가를 연계하여 RF 자극이 국소 신경활동, 기능적 연결성 및 인지기능에 미치는 영향을 분석함. 또한 electric field distribution, Specific Absorption Rate(SAR) 및 온도 변화를 평가하여 자극 효과와 안전성을 함께 검증함.
후각망울(Olfactory Bulb, OB)은 체외에서 상대적으로 접근하기 쉬우며 piriform cortex, entorhinal cortex, amygdala 및 hippocampus와 밀접하게 연결된 구조임. 본 연구실은 이러한 후각계의 해부학적 특성을 활용하여 RF를 후각망울에 인가하고, 후각–변연계 및 기억 회로를 조절하는 RF-based Olfactory Circuit Neuromodulation을 연구하고 있음. RF carrier에 신경생리학적 주파수를 적용하여 후각망울의 oscillatory activity를 조절하고, 그 변화가 후각·기억 네트워크의 기능적 연결성과 인지기능으로 확장되는지를 EEG, EBG, source-level analysis 및 sham-controlled human experiments를 통해 평가함.
궁극적으로는 메타안테나와 전자기장 집속 기술을 활용하여 RF 에너지를 특정 뇌 영역 또는 후각망울에 정밀하게 전달하고, RF 자극 기반 신경 자극을 통해 신경 네트워크 변화, 인지능력 향상 등을 연결하는 비침습적 신경조절 플랫폼을 구축하고자 함.
