As the interest of people in nervous and mental diseases is increasing, researches on the treatment and mechanism of brain diseases through brain stimulation are being actively pursued. Attempts have been made to image a section of the brain using a non-invasive method such as an electrode or a magnetic field and to stimulate a specific region. However, non-invasive methods can not selectively stimulate a single neuron, and peripheral cells are also stimulated to have a low precision. Optogenetics is a method of controlling neurons with light, so it can be used to study the neurotransmission through single neuron stimulation as well as to study the relationship between a specific part of the brain and brain disease as it can precisely control the stimulation site and time. In this study, $\mu$-OLED is deposited on neural probe since it has high spatial resolution. This research constructs and analyzes $\mu$-OLED neural probes capable of activating channelrhodopsin2 (ChR2) that excites neurons, and discuss whether it is applicable to in-vivo environment experiments.
신경, 정신 질환에 대한 현대인의 관심이 높아지면서, 뇌의 뉴런을 자극하여 여러 질환의 치료 및 발병 메커니즘을 밝히려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 전극, 자기장 등의 비침습적 방법을 이용하여 뇌의 단면을 이미징하고 특정 부위를 자극하려는 시도가 대표적이다. 하지만, 비침습 방법들의 경우 단일 뉴런을 선택적으로 자극할 수 없고 주변 세포들도 함께 자극되어 정밀도가 낮다는 한계가 있었다. 광유전학은 빛으로 뉴런을 조절하는 방법으로 자극 부위와 시간을 정확하게 조절할 수 있기 때문에 단일 뉴런 자극을 통한 신경 전달 메커니즘 연구뿐만 아니라 뇌의 특정 부위와 관련된 질병 간의 관계를 파악하는 연구에 적합하다. 본 연구에서는 광유전학에 사용되는 광 자극용 뉴럴 프로브의 광원의 공간적 해상도를 최대한 높이기 위해 $\mu$-OLED를 도입한다. 세포를 활성(excitation)시키는 광단백질인 채널로돕신2(ChR2, Channelrhodopsin2)을 활성화시킬 수 있는 $\mu$-OLED 뉴럴 프로브를 제작 및 분석하고 in-vivo 연구에 적용 가능한지 논의한다.
