인간의 신경 복구하는 완벽한 인공뉴런 개발
인간의 신경 복구하는 완벽한 인공뉴런 개발
뇌경색, 뇌졸중, 뇌출혈, 알츠하이머 등 뇌질환 치료길 열려

인체에 마이크로칩 주입해 망가진 기능 고쳐

치료 힘들던 만성 신경질환 치료 가능성 열려
  • 서정필
  • 승인 2019.12.09 07:49
  • 댓글 1
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[헬스코리아뉴스 / 서정필] 사람의 신경 기능을 대신할 수 있는 인공뉴런(artificial neurons)이 영국 연구진에 의해 개발됐다.

영국 바스(Bath) 대학 연구팀은 최근 다른 뉴런과 같이 건강한 뉴런으로부터 전기 신호를 받아 이를 처리하고 체내의 다른 뉴런, 근육 또는 기관에 새로운 신호를 전달할 수 있는 인공 뉴런을 만들어냈다.

뉴런은 신경계 단위로 자극과 흥분을 전달하는 기능을 하는데 이 기능이 손상될 경우 이를 복구한다는 것은 사실상 불가능했다. 단순히 기능만 재현하는 것이 아니라 사람의 몸 속에서 다른 뉴런처럼 기능할 수 있도록 해야 하기 때문이었다.

그래서 연구자들은 이 기능을 복구할 수 있다면 뇌경색, 뇌졸중, 뇌출혈, 알츠하이머 등 뇌질환을 치료할 수 있다는 사실을 알고 있었지만 실제 정상 뉴런처럼 기능하는 인공 뉴런을 개발하는 것은 쉽지 않았다.

그동안 사람의 뉴런을 본 떠 많은 양의 정보처리를 담당하는 인공뉴런은 이미 개발돼 상용화됐지만 실제 사람의 몸 안에서 기능할 수 있는 인공뉴런을 만들어내지 못했던 이유가 여기에 있다.

이번 연구는 이러한 한계를 뛰어넘었다는 데 큰 의의가 있다.

연구팀은 뉴런과 뉴런 사이를 연결하는 신경회로를 복제한 뒤 신경전달물질로부터 나오는 뇌의 신호를 모방해 인공 뉴런을 제작하는데 성공했다.

이번 개발이 가능했던 것은 최근 인공지능 기술이 발전하면서 실제로 살아있는 뉴런의 기능에 대한 복제가 가능해졌기 때문이다.

새로운 기술을 통해 획득한 정보를 특수 제작된 실리콘 칩 안에 복제했으며, 다양한 실험을 거쳐 실제 뉴런 간에 발생하고 있는 전기신호를 94% 이상 재현해낼 수 있었던 것이다.

연구팀은 “앞으로 사람의 몸 안에 이 인공 뉴런 칩을 심는 방식으로 고장 난 부위를 대신할 수 있다”고 설명했다. 만약 팔을 다쳤다면 팔에 인공뉴런을 심어 신경전달 기능을 회복시켜 병을 치료하는 것이다

연구를 이끈 바스 대학 물리학과 알랭 노가레(Alain Nogaret) 교수는 “이 인공뉴런은 생체공학적으로 설계돼 근육이나 장기 등을 구성하고 있는 인체 내 신경세포들과 전기신호를 자연스럽게 주고받을 수 있었다”고 말했다.

노가레 교수는 또 “누구나 나이가 들면 뉴런 기능이 퇴화해 다양한 부위에서 고통을 겪게 된다”며 “퇴화된 부위를 이 마이크로칩(인공뉴런)으로 대체하게 되면 기능 저하로 발생한 질환을 해소할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

연구팀이 뉴런 기능을 복제하기 위해 첫번째 모델로 사용한 부위는 뇌의 해마(hippocampus)다. 연구팀은 해마 복제에 이어 중추신경, 말초신경, 피부의 감각신경 등의 복제에도 성공했다.

연구에 함께 참여한 같은 대학 줄리안 페이턴(Julian Paton) 교수는 “이번 연구가 인공 뉴런 분야에서 매우 중요한 의미가 있다”며 “마침내 뉴런에서 무슨 일을 하고 있는지 이해하기 시작했으며, 또한 뇌 등의 신경기능을 대체할 수 있다는 점에서 향후 기억력은 물론 신경 관련 질환을 치료하는데 큰 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제적 학술지 ‘네이처(nature)’ 최근호에 실렸다.



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강현국 2019-12-09 11:00:54
대박인데...

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