한국뇌연구원(KBRI·원장 김경진)이 올해 대뇌피질 융합연구단을 발족하고 뇌신경망 지도(뇌 커넥톰) 제작에 착수한다.
뇌신경망 지도에 필수 장비인 3차원 전자현미경을 오는 2018년까지 추가로 확보, 대규모 전자현미경 분석시스템도 갖추기로 했다. 국내 뇌연구 역량을 높이기 위해 뇌 인재 양성에도 나선다.
뇌신경망 지도는 미국, 유럽연합(EU), 일본 등이 대규모로 투자하고 있는 뇌연구 프로젝트다. 미국은 2013년 `브레인이니셔티브`를 발표, 10년간 30억달러를 뇌 연구에 투자하기로 했다.
EU 역시 10년간 10억유로 연구비를 투입해 인간 뇌와 비슷한 규모와 기능을 갖춘 인공신경망을 개발하는 `인간 두뇌 프로젝트`에 착수했다. 일본도 이화학연구소를 통해 연간 30억엔 예산으로 2014년부터 `혁신 뇌 프로젝트`를 시작했다.
우리 정부는 지난 5월 향후 10년간 3400억원을 투입해 뇌연구 신흥강국 도약 기반 마련을 위해 `뇌과학 발전전략`을 수립했다. 뇌과학 발전전략을 통해 2014년 기준 선진국 대비 72%인 기술수준을 오는 2023년까지 90%로 끌어올리겠다는 구상이다.
뇌연구원은 뇌연구에 대한 세계적인 추세에 맞춰 인간 뇌로 불리는 대뇌피질 기능을 밝혀내기 위해 연내 대뇌피질 융합연구단을 발족한다.
대뇌피질 융합연구단 공식 출범에 앞서 한국뇌연구원은 지난 3월 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌연구자와 함께 연구팀을 꾸리고 예비연구를 시작했다.
연구단은 감각, 정보통합, 의사결정을 관장하는 두정엽의 후두정피질 부위를 집중 연구할 예정이다.
후두정피질은 신체로부터 들어온 감각정보를 통합하고 판단하는 곳으로, 뇌에서도 가장 고차원 기능을 맡는 곳이다. 연구단은 의사를 결정하는 특정 뉴런 및 신경회로의 활성과정도 연구한다.
뇌연구원은 나노 스케일 규모 초정밀 뇌신경망 지도를 만들기 위해 대규모 전자현미경 분석시스템을 구축한다.
뇌연구원은 현재 국내에서 유일하게 3차원 전자현미경(연속블록면 주사전자현미경)을 보유하고 있다. 오는 2018년까지 추가로 한 대를 더 확보하기로 했다.
10억원대 고가장비인 3차원 전자현미경은 신경세포 연결 상태를 확인할 수 있는 장비다. 뇌신경망 지도 제작에 주로 사용해온 자기공명영상장치(MRI), 기능성 자기공명영상장치(fMRI)보다 더 정밀한 뇌신경망 지도를 제작할 수 있다.
뇌연구원은 뇌신경망 지도를 구축하면 뇌구조와 기능을 지금보다 정밀하게 규명하고 신경회로를 이용한 정서장애 및 뇌질환 조절기술, 뇌손상 제어기술을 개발할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
뇌연구원은 대뇌피질 융합연구단과 뇌신경망 연구를 통해 우울증, 중독, 치매 등 뇌질환 원인과 진행과정을 뇌신경회로, 신경세포, 분자수준에서 파악해 조기진단, 치료 및 제어기술을 개발할 계획이다.
뇌 연구역량 강화를 위한 뇌인재 육성에도 시동을 걸었다. 뇌연구원은 지난달 영남대 이과대학과 뇌 인재양성에 협력하기로 하는 양해각서(MOU)를 교환했다.
지난해 말에는 DGIST와 MOU를 맺고 뇌연구분야 인력교류, 장비 공동활용에 협력하기로 합의했다. 현재 DGIST와는 뇌과학분야 석·박사 대학원생 양성프로그램인 학연상생 프로그램을 운영중이다.
뇌연구원은 `허브앤스포크(Hub & Spoke)`모델을 통해 뇌과학자 공동연구와 인력양성에 나설 계획이다. `허브앤스포크`의 허브는 바퀴의 축을, 스포크는 바퀴살을 의미한다.
임현호 연구본부장은 “국내외 뇌과학자와의 협력연구를 강화할 것”이라며 “3차원 전자현미경을 통해 초정밀 뇌신경망 지도가 완성되면 인공지능 개발에도 새로운 아이디어와 방향을 제시할 있을 것”이라고 말했다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
