KR101081360B1 - 어레이형 광 자극 장치 - Google Patents

어레이형 광 자극 장치 Download PDF

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Abstract

어레이형 광 자극 장치는, 생체에 삽입되는 박막; 및 상기 박막상에 어레이 형태로 배열되는 복수 개의 셀을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 각 셀은 생체 내의 광 감응 물질에 광을 조사하는 제1 광원을 포함할 수 있다. 또한 어레이형 광 자극 장치는, 생체에 삽입되는 박막; 및 상기 박막상에 어레이 형태로 배열되며, 생체 내의 광 감응 물질에 광을 조사하는 복수 개의 제1 광원을 포함하여 구성될 수도 있다. 어레이형 광 자극 장치는 생체의 뇌 내로 삽입되지 않으므로 생체 조직의 손상을 최소할 수 있으며, 넓은 부위를 동시에 광을 이용하여 활성화 및/또는 억제시킬 수 있다.
뇌 자극, 뇌 센서, 광 자극, 광 감응 단백질, 박막, 어레이, LED

Description

어레이형 광 자극 장치{Photostimulation array apparatus}
본 발명의 실시예들은 어레이형 광 자극 장치에 관한 것이다.
최근, 뇌 연구 분야에 있어, 특정 파장의 빛에 반응하여 신경세포가 활성 또는 억제되는 광 감응 단백질(light-sensitive protein)들이 개발되었다. 상기 광 감응 단백질을 통해 신경 회로 내 신경세포를 보다 자유롭고 정교하게 제어할 수 있게 되었다. 종래의 전기적인 방식의 미세 자극(micro-stimulant)의 경우, 대상 신경세포를 활성화 시킬 수만 있다는 단점이 있다. 또한, 신경 회로 연구를 위해서는 특정 세포를 자극함과 동시에 신경 회로 내부 연결(inter-connection)에 의한 다른 부위의 신경세포의 반응을 측정하여야 하는데, 전기적인 자극을 줄 경우에는 이로 인한 인위적 전기 자극에 의한 노이즈가 많이 발생하여 다른 세포의 미세한 전기 생리적 반응을 측정하기 어렵다는 제한이 발생한다.
반면, 광 자극의 경우 프로모터(promoter)의 선택을 통해 자극 대상 신경세포를 자유롭게 선택할 수 있다는 큰 장점을 가지며, 대상 신경세포에 광 감응 단백질이 발현된 이후에는 광 자극의 파장대를 조절함으로써 활성과 억제까지 자유롭게 조절할 수 있다. 따라서, 광 자극을 이용하게 되면 보다 정교하고 체계적으로 신경 회로를 연구할 수 있으며, 나아가 특정 신경 정신의학적 질병에 대하여 어떤 특정 뇌신경세포가 연결되어 있으며 어떤 방식으로 신경 회로상의 문제를 일으키는지에 대한 연구 및 치료를 하는데 큰 도움을 줄 수 있게 된다. 특히, 임상용 적용에 있어서도 기존의 심뇌자극 기법의 경우 전기 자극을 통해 신경세포의 활성화만 제공할 수 있지만, 광 자극 방법은 활성화 및 억제를 자유롭게 제공함으로써 향후 신경 정신의학적 질병을 치료하는데 획기적인 전환점을 제시할 것이다.
한편, 인간의 대뇌피질(cerebral cortex)은 기억, 주의력, 지각, 인지, 사고, 언어, 의식 등의 역할을 하는 영역으로 뇌의 바깥부분에 분포하며, 각 위치별 기능이 잘 알려져 있다. 두개골 바로 아래에 위치한 대뇌피질은 사고 및 질병으로 쉽게 손상되기 쉬우며, 뇌의 바깥 쪽에 위치하고 있어 치료의 접근성도 높은 편이다. 따라서 위의 신경 광 자극 방법을 적용하기에 매우 좋은 대상으로 앞서 언급한 많은 장점들을 사용할 수 있을 것으로 예측된다.
본 발명의 실시예들은, 생체 내에 삽입되지 않은 채로 넓은 영역에 광을 조사하여 생체 내의 신경세포를 활성화 및/또는 억제할 수 있으며, 나아가 생체 내에 광 감응 물질을 주입할 수 있는 어레이형 광 자극 장치를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 어레이형 광 자극 장치는, 생체에 삽입되는 박막; 및 상기 박막상에 어레이 형태로 배열되는 복수 개의 셀을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 각 셀은 생체 내의 광 감응 물질에 광을 조사하는 제1 광원을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 어레이형 광 자극 장치는, 생체에 삽입되는 박막; 및 상기 박막상에 어레이 형태로 배열되며, 생체 내의 광 감응 물질에 광을 조사하는 복수 개의 제1 광원을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 어레이형 광 자극 장치를 이용하면, 생체 내에 광 감응 물질을 주입하고, 주입된 광 감응 물질에 광을 조사하며, 광 자극 확인을 위하여 생체로부터 전기 신호를 측정하는 일련의 과정이 단일한 장치에 의하여 수행될 수 있어 생체에 대한 수술 횟수를 감소시킬 수 있다.
또한, 장치가 생체 내로 삽입되지 않으므로 생체 조직의 손상을 최소할 수 있으며, 넓은 부위를 동시에 광을 이용하여 활성화 및/또는 억제시킬 수 있다. 따 라서, 뇌 연구 및 신경 정신의학적 질병의 치료 등에 유용하게 활용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 설명한다.
도 1a는 일 실시예에 따른 어레이형 광 자극 장치의 사시도이며, 도 1b는 도 1a의 A 부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 어레이형 광 자극 장치는 박막(2) 및 박막(2)상에 어레이 형태로 배열된 복수 개의 셀(1)을 포함할 수 있다. 상기 어레이형 광 자극 장치는 인간이나 동물 등 생체의 뇌와 상대적으로 인접한 위치에 삽입되어 사용될 수 있다.
박막(2)은 나노 가공 기술(nanofabrication)을 이용하여 생체 내에 삽입 가능한 크기 및 두께를 갖도록 제조될 수 있다. 예를 들어, 박막(2)의 두께(t)는 100 ㎛ 이하일 수도 있다. 또한, 박막(2)의 크기는 약 300 mm 이하일 수 있다. 본 명세서에서 크기란 구성 요소가 차지하는 공간 중 가장 긴 방향의 길이를 의미하는 것으로, 다각형의 경우에는 가장 긴 변의 길이를 의미하며, 타원형 형상의 경우에는 장축 방향의 직경을 의미할 수 있다. 예컨대, 박막(2)은 사각형 판 형상이며 사각형의 각 변의 길이(L1, L2)는 약 300 mm 이하일 수 있다. 사각형의 각 변의 길이(L1, L2)는 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있다. 다른 실시예에서, 박막(2)은 원형 판 형상 또는 다른 상이한 형상으로 이루어질 수도 있다.
박막(2)은 유기 물질 또는 무기 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 박막(2)은 뇌의 움직임에 따라 휘어질 수 있는 유연한(flexible) 물질로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 박막(2)은 폴리이미드(polyimide), 폴리디메틸실록세인(polydimethylsiloxane; PDMS), 또는 다른 적당한 물질로 이루어질 수 있다.
박막(2)상에는 복수 개의 셀(1)이 어레이 형태로 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 각 셀(1)은 사각형 판 형상으로서, 사각형의 각 변의 길이(L3, L4)는 약 5 mm 이하일 수 있다. 사각형의 각 변의 길이(L3, L4)는 서로 동일하거나, 또는 서로 상이할 수 있다.
복수 개의 셀(1)은 횡 방향 및 종 방향으로 각각 소정의 간격(d1, d2)만큼 서로 이격될 수 있다. 예컨대, 복수 개의 셀(1) 사이의 간격(d1, d2)은 약 1 mm 이하일 수도 있다. 횡 방향 및 종 방향 각각의 간격(d1, d2)은 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있다. 각각의 셀(1)이 서로 이격되어 있어, 이격된 부분의 박막(2)이 접히거나 휘어짐으로써 전체 어레이형 광 자극 장치가 뇌의 형상 또는 움직임에 따라 휘어질 수 있다.
한편, 도 1a 및 1b에 도시된 셀(1)의 형태는 예시적인 것으로서, 다른 실시예에서 셀(1)은 도 1a 및 1b 에 도시된 것과 상이한 형태의 다면체 또는 곡면체일 수 있다. 상기 각 셀(1)은 박막(2)상에 별개의 물질을 적층하여 형성될 수도 있으며, 또는 별개의 물질 없이 박막(2)의 표면에 바로 후술하는 광원 등을 형성함으로 써 형성되는 박막(2) 표면상의 소정의 영역을 지칭할 수도 있다.
복수 개의 셀(1) 각각은 어레이형 광 자극 장치가 삽입된 생체 내의 광 감응 물질에 소정의 파장을 갖는 광을 조사함으로써, 광 감응 물질이 발현된 신경세포를 활성화 및/또는 억제시킬 수 있다. 또한, 각 셀(1)은 광 감응 물질에 광이 조사됨에 따라 뇌신경세포의 활동을 검출할 수도 있다. 나아가, 각 셀(1)을 이용하여 상기 광 감응 물질을 생체에 주입할 수도 있다.
광 감응 물질은, 조사된 광에 반응하여 신경세포 내부로 양이온 혹은 음이온을 통과시킴으로써, 해당 신경세포가 활성화 혹은 억제되도록 하는 이온채널 혹은 이온펌프가 신경세포에 생성되도록 하는 물질이다. 광 감응 물질로는 예컨대 빛에 반응하여 화학적으로 변형되는 이온 채널/펌프 및 수용체(chemically modified ion channels/pumps and receptor) 또는 자연적으로 발생하는 광 반응 단백질(photosensitive protein) 등이 있다.
빛에 반응하는 이온 채널 및 수용체는, 수용체가 있는 위치에 인접하여 포토스위치(photoswitch)가 부착 또는 주입된 구조일 수 있다. 예를 들어, 이온 채널은 쉐이커 칼륨(shaker potassium) 채널을 포함할 수 있다. 또한, 수용체는 빛에 의해 게이팅(gating)되는 이온성 글루탐산염 수용체(예컨대, iGluR6)를 포함할 수 있다. 포토스위치는 빛에 의해 이성화(isomerize)되는 이성질체 군(azobenzene group)으로 이루어지며, 예컨대 칼륨 채널 길항제(antagonist) 및 iGluR6 효능제(agonist)가 공유 결합된 구조일 수 있다. 상기 이온 채널 및 수용체에 소정의 파장, 예컨대 약 460 nm의 파장을 갖는 광을 조사하여 신경세포를 활성화시킴으로써 전기 신호를 발생시킬 수 있다. 반대로, 소정의 파장, 예컨대 약 580 nm의 파장을 갖는 광을 조사하여 신경세포의 전기신호 발생을 억제시킬 수도 있다.
광 반응 단백질은 소정의 파장의 빛이 조사되면 이성화하는 로돕신(rhodopsin)을 이용한 물질로서, 예컨대 ChArGe(multiple-component Drosophila sp. visual system rhodopsin cascade) 또는 채널로돕신-2(Channelrhodopsin-2; ChR2) 등을 포함할 수 있다. 광 반응 단백질에 소정의 파장, 예컨대 ChR2의 경우 약 460 nm의 파장을 갖는 광을 조사함으로써 광 반응 단백질을 활성화시켜 신경세포 내부로 양이온을 들여옴으로써 신경세포 활성화를 발생시킬 수 있다.
이를 위하여, 각 셀(1)은 제1 광원(11)을 포함할 수 있다. 제1 광원(11)은 광 감응 물질에 의해 신경세포를 활성화시키거나 또는 억제시키기 위한 소정의 파장의 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 신경세포를 활성화시키는 경우 제1 광원(11)은 약 500 nm 미만의 파장을 갖는 광을 조사할 수 있다. 반대로, 신경세포를 억제시키는 경우 제1 광원(11)은 약 500 nm 이상의 파장을 갖는 광을 조사할 수 있다.
일 실시예에서, 각 셀(1)은 제1 광원(11)과 더불어 제2 광원(12)을 더 포함할 수도 있다. 제1 광원(11)과 제2 광원(12)은 서로 상이한 파장의 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 제1 광원(11)은 약 500 nm 미만의 파장을 갖는 광을 조사하고, 제2 광원(12)은 약 500 nm 이상의 파장을 갖는 광을 조사하도록 구성할 수 있다. 따라서, 제1 광원(11)을 이용하여 신경세포를 억제시키는 것과 동시에, 제2 광원(12)을 이용하여 신경세포를 활성화시킬 수 있다.
제1 광원(11) 및 제2 광원(12)은 유기 발광체 또는 무기 발광체일 수 있다. 예를 들어, 제1 광원(11) 및 제2 광원(12)은 유기발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED)와 같은 유기 발광체이거나, 또는 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED), 레이저 다이오드(Laser Diode; LD) 및 수직 공진 표면 방출 레이저(Vertical Cavity Surface Emitting Laser; VCSEL)와 같은 무기 발광체일 수도 있다.
일 실시예에서, 각 셀(1)은 생체 내에 상기 광 감응 물질을 주입하기 위한 분사기(13)를 더 포함할 수도 있다. 분사기(13)를 통하여 광 감응 물질을 생체에 주입하고, 주입된 광 감응 물질에 제1 및 제2 광원(11, 12)을 사용하여 광을 조사함으로써 광 감응 물질에 의해 신경세포를 활성화 및/또는 억제시킬 수 있다. 분사기(13)는 광 감응 물질이 이송되는 채널 및 밸브 등에 연결될 수 있다. 또한, 광 감응 물질의 주입량을 조절하기 위하여 분사기(13)는 미세 주입기(micro dispenser) 및 미세 분할기(micro multiplexer) 등에 연결되어 있을 수도 있다.
일 실시예에서, 각 셀(1)은 제1 및 제2 광원(11, 12)에 의해 광 감응 물질에 광이 조사됨에 따라 활성화 또는 억제된 신경세포의 전기생리학적 신호를 검출하는 전극(14)을 더 포함할 수도 있다. 전극(14)은 금속 등 도전 물질로 이루어질 수 있다. 전극(14)을 이용하여 전기 신호를 검출함으로써, 생체의 신경세포가 광에 의해 활성화 및/또는 억제된 상태를 관찰할 수 있다. 또한, 박막(2) 상에 각 셀(1)이 어레이 형태로 배열되어 있으므로, 넓은 영역에서 전기 신호를 검출할 수 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 셀(1) 내의 제1 및 제2 광원(11, 12), 분사기(13) 및 전극(14)의 배치 형태 및 박막(2) 상의 셀(1) 어레이의 배치 형태는 예시적인 것으로서, 다른 실시예에서는 도 1a 및 도 1b에 도시된 것과 상이한 형태로 배치될 수도 있다.
도 2a는 다른 실시예에 따른 어레이형 광 자극 장치의 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 B 부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 어레이형 광 자극 장치는 박막(2) 및 박막(2)상에 어레이 형태로 배열된 복수 개의 제1 광원(21)을 포함할 수 있다. 상기 어레이형 광 자극 장치는 인간이나 동물 등 생체의 뇌와 상대적으로 인접한 위치에 삽입되어 사용될 수 있다. 박막(2)의 구성 및 기능은 도 1a 및 1b를 참조하여 전술한 실시예와 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.
박막(2)상에는 복수 개의 제1 광원(21)이 어레이 형태로 배열될 수 있다. 각각의 제1 광원(21)은 안이 뚫린 원판 형상일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 광원(21)의 직경(D1)은 약 5 mm 이거나 또는 그보다 작을 수 있다. 또한, 각각의 제1 광원(21) 들은 종 방향 및 횡 방향으로 소정의 간격(d3, d4)만큼 서로 이격될 수 있다. 예컨대, 복수 개의 제1 광원(21) 사이의 간격(d3, d4)은 약 1 mm 이거나 또는 그보다 작을 수 있다. 횡 방향 및 종 방향 각각의 간격(d1, d2)은 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있다. 제1 광원(21)들이 서로 이격된 부분에서 박막(2)이 접히거나 휘어짐으로써, 전체 어레이형 광 자극 장치가 뇌의 움직임에 따라 휘어질 수 있다.
제1 광원(21)은 광 감응 물질에 의해 신경세포를 활성화시키거나 또는 억제시키기 위한 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 신경세포를 활성화시키는 경우 제1 광원(21)은 약 500 nm 미만의 파장을 갖는 광을 조사할 수 있다. 반대로, 신경세포를 억제시키는 경우 제1 광원(21)은 약 500 nm 이상의 파장을 갖는 광을 조사할 수도 있다.
일 실시예에서, 박막(2) 상에는 복수 개의 분사기(23)가 어레이 형태로 배열되어 있을 수도 있다. 이때, 복수 개의 분사기(23)는 각각의 분사기(23) 사이에 하나 이상의 상기 제1 광원(21)이 위치하도록 배열될 수 있다. 즉, 복수 개의 제1 광원(21)의 어레이에서 소정의 간격마다 제1 광원(21) 대신 분사기(23)가 위치하는 형태로 배열될 수 있다.
분사기(23)를 통하여 광 감응 물질을 생체에 주입하고, 주입된 광 감응 물질에 제1 광원(21)을 이용하여 광을 조사함으로써 광 감응 물질에 의해 신경세포를 활성화 및/또는 억제시킬 수 있다. 광 감응 물질을 주입하기 위하여 분사기(23)는 광 감응 물질이 이송되는 채널 및 밸브 등에 연결될 수 있다. 또한, 광 감응 물질의 주입량을 조절하기 위하여 분사기(23)는 미세 주입기(micro dispenser) 및 미세 분할기(micro multiplexer) 등에 연결되어 있을 수도 있다.
일 실시예에서, 복수 개의 제1 광원(21) 각각의 안에는 제2 광원(22)이 위치할 수도 있다. 각각의 제1 광원(21)은 안이 뚫린 원판 형상으로 되어 있으므로, 원판 형상의 뚫린 부분에 제2 광원(22)이 위치할 수 있다. 예컨대, 제1 광원(21)의 직경(D1)이 약 180 ㎛ 일 경우, 제1 광원(21) 안에 위치하는 제2 광원(22)의 직경(D2)은 약 128 ㎛ 이거나 또는 그보다 작을 수 있다.
제1 광원(21)과 제2 광원(22)은 서로 상이한 파장의 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 제1 광원(21)은 약 500 nm 미만의 파장을 갖는 광을 조사하고, 제2 광원(22)은 약 500 nm 이상의 파장을 갖는 광을 조사하도록 구성할 수 있다. 이 경우, 제1 광원(21)의 광을 이용하여 신경세포를 억제시키는 것과 동시에, 제2 광원(22)의 광을 이용하여 신경세포를 활성화시키는 것이 가능하다.
제1 광원(21) 및 제2 광원(22)은 유기 발광체 또는 무기 발광체일 수 있다. 예를 들어, 제1 광원(21) 및 제2 광원(22)은 유기발광 OLED와 같은 유기 발광체이거나, 또는 LED, LD 및 VCSEL과 같은 무기 발광체일 수도 있다.
일 실시예에서, 복수 개의 제2 광원(22)은 안이 뚫린 원판 형상으로 되어 있으며, 각각의 제2 광원(22) 안에 전극(24)이 위치할 수도 있다. 예컨대, 제2 광원(22)의 직경(D2)이 약 128 ㎛ 일 경우, 제2 광원(22) 안에 위치하는 전극(24)의 직경(D3)은 약 20 ㎛ 이거나 또는 그보다 작을 수 있다. 전극(24)은 제1 및 제2 광원(21, 22)에 의해 광 감응 물질에 광이 조사됨에 따라 신경세포로부터 발생되는 전기 신호를 검출할 수 있다. 전극(24)은 금속 등 도전 물질로 이루어질 수 있다. 전극(24)을 이용하여 전기 신호를 검출함으로써, 신경세포가 활성화 및/또는 억제된 상태를 관찰할 수 있다.
도 3a는 일 실시예에 따른 어레이형 광 자극 장치가 인체에 삽입된 형태를 도시한 개략도이다.
도 3a를 참조하면, 인체의 두개골(200)의 일부에 두개골(200)을 관통하는 구멍을 형성하고, 형성된 구멍에 어레이형 광 자극 장치(100)를 위치시킬 수 있다. 구멍의 아래 부분을 통하여 노출된 어레이형 광 자극 장치(100)가 뇌와 인접하여 위치하게 되므로, 뇌에 광 감응 물질을 주입하거나, 광 감응 물질에 광을 조사하거나, 또는 광 감응 물질로 인해 신경세포에 의해 발생된 전기 신호를 검출하는 등의 동작이 가능하다.
도 3b는 다른 실시예에 따른 어레이형 광 자극 장치가 인체에 삽입된 형태를 도시한 개략도이다.
도 3b를 참조하면, 인체의 두개골(200)의 저면에 어레이형 광 자극 장치(100)를 삽입할 수 있다. 즉, 어레이형 광 자극 장치(100)를 두개골(200)과 뇌 사이에 위치시킬 수 있다. 이때, 두개골(200)의 저면 일부를 깎아내어 상대적으로 얇게 만들고 얇아진 부분에 어레이형 광 자극 장치(100)를 위치시킬 수도 있다. 결과적으로, 어레이형 광 자극 장치(100) 전체를 뇌와 인접하여 위치시킬 수 있으며, 상대적으로 넓은 영역을 광에 의해 활성화 및/또는 억제시키는 것이 가능하다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1a는 일 실시예에 따른 어레이형 광 자극 장치의 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 A 부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 2a는 다른 실시예에 따른 어레이형 광 자극 장치의 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 B 부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 어레이형 광 자극 장치가 인체에 삽입된 형태를 도시한 개략도이다.
도 3a는 다른 실시예에 따른 어레이형 광 자극 장치가 인체에 삽입된 형태를 도시한 개략도이다.

Claims (18)

  1. 생체에 삽입되는 박막; 및
    상기 박막상에 어레이 형태로 배열되는 복수 개의 셀을 포함하되,
    상기 각 셀은 생체 내의 광 감응 물질에 광을 조사하는 제1 광원, 및 생체로부터 전기 신호를 검출하는 전극을 포함하고,
    상기 광 감응 물질은 조사된 광에 대한 반응으로 생체 내의 신경세포를 활성화 또는 억제시키며,
    상기 전기 신호는 상기 신경세포의 활성화 상태 또는 억제 상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 각 셀은, 상기 광 감응 물질에 상기 제1 광원과 상이한 파장의 광을 조사하는 제2 광원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은,
    유기발광다이오드, 발광다이오드, 레이저다이오드 또는 수직 공진 표면 방출 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 각 셀은, 생체 내에 상기 광 감응 물질을 주입하는 분사기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 박막의 두께는 1 mm 이하인 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 각 셀의 크기는 5 mm 이하인 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 셀 각각은 서로 이격된 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 박막의 표면은 곡면 형상인 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
  10. 생체에 삽입되는 박막;
    상기 박막상에 어레이 형태로 배열되며, 생체 내의 광 감응 물질에 광을 조사하는 복수 개의 제1 광원; 및
    상기 박막상에 어레이 형태로 배열되어 생체로부터 전기 신호를 검출하는 복수 개의 전극을 포함하되,
    상기 광 감응 물질은 조사된 광에 대한 반응으로 생체 내의 신경세포를 활성화 또는 억제시키며,
    상기 전기 신호는 상기 신경세포의 활성화 상태 또는 억제 상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 박막상에 어레이 형태로 배열되어 생체 내에 상기 광 감응 물질을 주입하는 복수 개의 분사기를 더 포함하며,
    상기 각 분사기 사이에 하나 이상의 상기 제1 광원이 위치하는 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 각 제1 광원은 안이 뚫린 평판 형상이고,
    상기 각 제1 광원 안에 위치하며, 상기 광 감응 물질에 상기 제1 광원과 상이한 파장의 광을 조사하는 복수 개의 제2 광원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은,
    유기발광다이오드, 발광다이오드, 레이저다이오드 또는 수직 공진 표면 방출 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 각 제2 광원은 안이 뚫린 평판 형상이고,
    상기 각 전극은 상기 각 제2 광원 안에 위치하는 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 박막의 두께는 1 mm 이하인 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 광원의 크기는 5 mm 이하인 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 광원은 서로 이격된 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 박막의 표면은 곡면 형상인 것을 특징으로 하는 어레이형 광 자극 장치.
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