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'뇌과학'통합검색 결과 입니다. (8건)

똑똑한 자녀 만들려면..."두뇌성장 12~18세때 좌우"

인간의 두뇌 발달에서 가장 중요한 시기가 12세부터 18세까지라는 것이 과학적으로 입증됐다. 기초과학연구원(IBS)은 뇌과학 이미징 연구단 홍석준 참여교수(성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 교수) 연구팀이 아이들 뇌 영상을 성장 시기별로 분석한 결과 이같이 나타났다고 19일 밝혔다. 연구팀은 뇌의 외적(시각 등) 정보처리와 내적(대뇌피질 등) 정보처리를 담당하는 대규모의 '기능적 전뇌 네트워크'(functional brain network)가 형성되는 과정을 성장 시기별로 분석했다. '기능적 전뇌 네트워크'는 뇌의 7가지 영역(청각, 시각 등의 신호 처리)이 상호작용해 특정 작업이나 상태를 유지하는 시스템을 말한다. 신경 활동의 동시성이나 상관관계를 통해 식별된다. 또 뇌의 발달 과정에서 뇌의 중심부 '시상'(thalamus)과 '대뇌피질'(cerebral cortex) 간 연결성이 뇌 기능 분화의 핵심으로 두뇌발달의 정도를 결정한다. '시상'은 다양한 감각 정보를 대뇌피질에 전달 및 처리하는 중계기 정도 된다. 또 '대뇌피질'은 인지 기능, 감각 처리, 운동 조절, 언어, 기억, 감정 등을 담당한다. 연구팀은 "뇌의 발달 과정에서 시상이 대뇌피질의 기능적 세분화에 미치는 영향, 즉 외부 네트워크와 내부 네트워크에 어떤 영향을 미치는지 조사했다"며 "이 시상-대뇌피질 연결성이 뇌 발달 초기 단계와 이후 단계에서 서로 다른 역할을 한다는 점을 확인했다"고 말했다. 연구팀에 따르면 생후 29~44주 유아기에는 감각 정보 영역이, 12~18세에는 '현저성 네트워크'와의 연결성을 주축으로 내부 모델링 영역이 발달한다는 것이다. '현저성 네트워크'는 뇌가 감각으로 들어온 신호를 인지하고, 처리하는 연결성을 말한다. 홍석준 IBS 뇌과학 이미징 연구단 참여교수는 "시상-대뇌피질 연결성이 내·외적 정보처리 과정을 담당하는 기능적 전뇌 네트워크 초기 형성과 발달에 기초 틀을 제공한다는 것을 처음 밝혔다"고 말했다.정리하면 12~18세 사이가 두뇌 발달에 가장 중요한 시기라는 것이다. 홍 교수는 “태아의 뇌가 형성될 때 시상이 중요한 역할을 한다고 알려져 있었지만, 태어난 이후에도 시상이 기능적 전뇌 네트워크 발달에 영향을 미쳤다"며 “내·외적 시스템 발달 부진으로 나타나는 자폐나 조현병 등 다양한 뇌 질환의 기전을 이해하는 데 기여할 것"으로 기대했다. 연구결과는 국제학술지 '네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience)' 온라인판(6.10일)에 게재됐다.

2024.06.19 13:45박희범

'MRI 석학' 김성기 IBS 단장, 아시아 첫 ISMRM 골드메달

김성기 기초과학연구원(IBS) 뇌과학 이미징 연구단장(성균관대 바이오메디컬공학과 석좌교수)이 MRI(핵자기공명) 분야 국제학술대회인 국제자기공명의과학회(ISMRM)에서 아시아 최초로 골드메달을 수상했다. 시상식은 지난 6일 ISMRM이 열린 싱가포르에서 진행됐다. ISMRM 골드메달은 자기공명 분야에 관한 연구 업적을 평가해 매년 가장 우수한 2~4명의 연구자에게 수여한다. 김 단장은 지난 1992년 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 뇌의 산소포화도 변화를 세계 처음 측정해 관심을 끌었다. 김 단장은 미국 피츠버그대 폴 로터버(Paul Lauterbur) 석좌교수로 활동하다, 2013년 IBS에 합류했다. 폴 로터버는 MRI를 발명한 공로로 2003년 노벨생리의학상을 받은 인물이다. 피츠버그 대는 그를 기리기 위해 '폴 로터버 석좌교수직'을 만들었다. 김 단장은 현재 뇌세포에서 일어나는 현상과 MRI에 찍히는 신호의 상관관계를 밝혀내는 연구를 진행 중이다. 김 단장은 “IBS 뇌과학 이미징 연구단은 세계 최고 수준의 사람용(7 테슬라, 1테슬라는 지구 자장의 2만배 수준) 및 동물용(15.2 테슬라) 초고자장 MRI 시설을 보유하고 있다”며, “최고의 MRI 연구 시설인 IBS-성균관대 N 센터를 한국에 설립하는 등 기초 연구로 이 같은 결실을 거뒀다"고 말했다. 한편 ISMRM은 58개국 8천명의 회원을 보유했다.

2024.05.07 17:46박희범

"사람 부정적 감정 예측 우울증 진단 가능"

다른 사람의 긍정적 부정적 생각을 읽어 우울증이나 외상후 스트레스 장애 등을 진단, 치료할 수 있는 길이 열렸다. 기초과학연구원(IBS, 원장 노도영)은 뇌과학 이미징 연구단 우충완 부연구단장(성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 교수) 연구팀이 사람의 흘러가는 생각 속에 담긴 감정을 읽어내는 예측 모델을 개발했다고 11일 밝혔다. 연구팀은 기능적 자기공명영상(fMRI)을 이용해 뇌의 활동 패턴을 측정하고, 데이터 기반 머신러닝을 활용했다. 우 부연구단장은 "사람들의 생각속에 자신도 모르게 부정적인 생각에 빠져 벗어나지 못하는 경우도 많다"며 "우울이나 불안, 외상후 스트레스 장애, 양극성 장애 등을 판별하는 것이 이 연구의 주요 타깃"이라고 말했다. 우충완 부연구단장은 또 "현재는 긍정적이거나 부정적인 생각만을 읽을 수 있으나 향후 실험 범위 확대도 추진할 계획"이라며 "최근엔 감정을 느끼는 AI(인공지능)도 만들려는 노력도 하고 있다"고 설명했다. 연구팀은 먼저 실험 참가자 49명에 대해 fMRI 기기 안에서 본인의 이야기를 읽는 동안 나타나는 뇌의 긍정· 부정 생각에 대한 패턴을 정리했다. 이를 바탕으로 긍·부정 분포도에 따라 총 25개의 조합으로 데이터를 정량화했다. 제1저자인 김홍지 연구원은 “그간 수집된 200명의 뇌 활동 패턴에서도 유의미한 수준으로 긍정 및 부정적 생각을 읽어냈다"며 "실험 조건에 국한되지 않는일상적인 생각의 감정도 해독할 수 있다는 점에서 이 실험의 차별성이 있다"고 말했다. 우충완 부연구단장은 “뇌에서 생각을 읽고자 하는 다양한 시도가 있지만, 생각에 담긴 내밀한 감정에 관한 연구는 거의 이루어지지 않았다”며, “이번 연구는 생각과 감정의 개인차를 이해하는 데 기여할 것으로 기대된다”고 말했다. 연구결과는 국제학술지 '미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)' 온라인판 3월 28일자에 실렸다.

2024.04.11 18:37박희범

김상현 작가 '어린이를 위한 뇌과학 이야기'펴내

'세상의 눈을 키우는' 사회과학 동화 시리즈 26탄이 출간됐다. 출판사 팜파스는 김상현 작가가 집필하고 박선하 웹툰작가가 그림을 맡은 '미래 과학의 필수 과목, 어린이를 위한 뇌 과학 이야기'가 오는 20일부터 시판된다고 5일 밝혔다. 주제는 인공지능에 기반한 뇌과학이다. 4개 파트 총 108페이지로 구성돼 있다. 어린이들의 호기심을 자극하기 위해 '브레인'이라는 탐정을 통해 뇌 과학 수사를 진행하며 어려운 뇌의 기능을 알기 쉽게 설명했다. 첫 파트에서는 뇌의 생물학적 기능 등에 대해 비유적으로 설명한다. 두 번째 파트에서는 뇌 과학의 발전과정과 응용, 뇌과학과 관련한 직업에 대해 알아봤다. 세 번째 파트에서는 뇌와 인공지능 원리를 다뤘다. 또 마지막 네 번째 파트에서는 기억을 주제로 이야기를 풀어간다. 김 작가는 과학전문 칼럼니스트로 활동하며 과학관련 사업을 진행하는 퍼플문을 운영하고 있다. 동아사이언스, 시사저널 등에서 과학과 관련한 글을 써왔다. KAIST 지식재산전략최고위과정에서 최우수 연구상을 받았다. 김 작가는 그동안 ▲어린이를 위한 인공지능과 4차 산업혁명 이야기 ▲어린이를 위한 4차 산업혁명 직업 탐험대(2019 우수과학도서) ▲인공지능 무엇이 문제일까? ▲지구와 미래를 위협하는 우주쓰레기 이야기 ▲미래를 읽다. 과학이슈11 시즌11 ▲미래를 읽다. 과학이슈11 시즌14 ▲미래를 읽다. 과학이슈11 시즌15 등 사회과학도서 7권을 저술했다. 김 작가는 "인공지능과 첨단 과학 기술의 중요성이 점점 높아지며 뇌 과학에 대한 관심도 덩달아 커지고 있다"며 "인공지능은 인간의 뇌를 연구하는 것을 기반으로 발전하는 과학이고, 뇌 과학에 관련된 다양한 연구가 다른 첨단 과학에도 크나큰 영향을 끼치고 있다"고 말했다. 또 김 작가는 "뇌는 인간의 거의 모든 활동을 관장하는 기관이므로 뇌 과학의 발전과 가능성은 미래 인간 사회의 커다란 변화를 내포하고 있어 더 없이 중요하다"며 "뇌 과학은 미래 과학의 필수 과목"이라고 강조했다.

2024.04.05 02:05박희범

"뇌 거시적 이해 관심 높아져···과학은 '퍼스트' 기술은 '베스트' 중요"

"시스템 신경과학에 대한 관심이 높아졌음을 확인했습니다. 뇌 분야 '베스트' 기술을 위한 '퍼스트' 과학이 함께 성장하도록 하겠습니다." 문제일 한국뇌신경과학회장은 8일 부산 벡스코에서 열린 한국뇌신경학회 학술대회에서 "뇌는 생체의 일부지만 시냅스 사이에선 화학 물질이 오가고, 신경세포는 전기로 신호를 전달하는 기관이라 뇌과학은 태생부터 생물•의학•물리•화학의 융합 학문"이라며 "연구자들의 관심사를 중심으로 학회 주제를 찾다보니 뇌 시스템을 거시적으로 보는 연구에 초점이 맞춰졌다"라고 말했다. 시스템 신경과학은 감각기관을 통해 정보가 들어올 때 뇌가 어떻게 정리하고 기억으로 저장하고 반응하는지 등 뇌를 거시적으로 바라보는 접근이다. 인지와 신경생물학을 통합해 접근하고, 뇌공학적 도구를 활용하며, 인공지능이나 빅데이터 등도 포함해 연구한다. 문 회장은 "생물이나 의학에 국한하지 않고 거시적으로 뇌를 이해하려는 연구가 활발하고, 학생들도 많은 관심을 보였다"라고 말했다. 최근 뇌 분야에 대한 높아진 관심과 코로나19 이후 첫 본격적 대면 학회라는 점 등이 더해져 올해 한국뇌신경학회 학술대회는 예년보다 많은 약 2천명의 국내외 연구자가 참여했다. 과거엔 국내 뇌과학 분야 연구자 수도 적고 연구 분야도 제한적인 경우가 많았으나, 최근엔 다양한 분야에서 연구자가 늘어나는 추세라는 설명이다. 또 문 회장은 "신진 연구자에 많은 발표 기회를 주고, 포스터 발표도 미리 적극적인 피드백을 주는 등 학술 활동에 신경을 썼다"라며 활발한 지적 교류가 일어난 점을 높이 평가했다. 그는 "뇌과학은 마치 로켓 연구와 같이 다양한 분야가 참여해 하나라도 어긋나면 안 되는 분야라 다양한 분야 연구개발이 어우러져야 한다"라며 "진리를 알아내는 역할을 하는 과학은 '퍼스트'를, 리를 상용화하는 기술은 '베스트'를 지향해야 한다"라고 말했다. 그간의 뇌에 대한 연구를 바탕으로 현재 뇌 관련 기술은 디지털 치료제 등을 중심으로 산업화가 시작되는 단계다. 문 회장은 "뇌-컴퓨터 인터페이스를 연구하는 일런 머스크의 뉴럴링크처럼 과거엔 상상할 수 없었던 일이 가능해질 정도로 기술이 활용되고 있다"라며 "다만 효능은 확인되지만 아직 정확한 메커니즘을 모르는 경우나 윤리적으로 문제가 되는 경우에 대한 대비가 필요하다"라고 말했다. 그는 "기술을 이해하는 연구자들이 관련된 문제를 정책 결정자들에게 제대로 제시해야 한다"라며 "그렇지 않으면 두려움 때문에 기술이 사회적으로 받아들여지지 못 하고 규제만 늘어나 정작 필요한 사람이 혜택을 못 받게 된다"라고 말했다. 국가적 지원으로 이뤄진 뇌과학 연구 성과를 사회에 되돌리기 위한 대중 강연 등의 활동도 강화할 계획이다. 문 회장은 DGIST 뇌인지과학전공 교수로 재직 중이며, 후각융합연구센터를 이끌고 있다. 감정과 밀접한 관련을 맺고 있는 후각 연구를 통해 감각과 감정의 관계를 찾는 연구를 한다. 향기 마케팅 등 기술의 상용화에도 관심을 갖고 있다.

2023.09.08 13:23한세희

"뇌에서 통증 신호 읽고, 자폐 완화 방법 찾는다"

"뇌의 기저핵 안 세포들이 어떤 행동이나 질환에 연결되는지 연결 고리를 찾는 연구를 합니다." (김정진 KIST 신경과학연구단 선임연구원) "기능성자기공명영상(fMRI)을 활용해 인체 내에서 뇌의 움직임을 보고, 이같은 이미징 기술과 인공지능을 활용해 통증과 감정 등을 뇌로부터 읽어내는 연구를 합니다." (우충완 성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 교수) 김정진 연구원과 우충완 교수는 한국뇌신경과학회가 우수한 성과를 보인 임용 7년 이하 연구자에게 수여하는 '사이텍코리아 젊은 과학자상'을 올해 수상했다. 6-8일 부산 벡스코에서 열린 한국뇌신경과학회 연례 학술대회에서 만난 두 신진 연구자는 "최근 국내 뇌과학 연구 수준이 크게 높아졌다"라며 "연구 인프라가 좋아지고 있는데다, 여러 분야 연구자들과 교류할 수 있는 과학 커뮤티니의 도움도 많이 받고 있다"라고 말했다. 김 연구원은 기저핵 하위 부분이 운동이나 뇌 발달 장애에 미치는 영향을 연구했다. 분자 분석 기술을 활용, 새로운 유형의 세포를 발견하고 세포 유형과 질환의 연결 고리를 찾는다. 세포 단위 연구를 통해 자폐증 환자에게서 나오는 특정 뇌활성을 발달 초기 단계에 찾아 진단하고, 자폐증의 반복행동 증상을 완화할 치료제를 개발하는 연구를 한다. 우 교수는 인공지능과 빅데이터 분석 기술을 활용, 몸 안에서 관측한 뇌 활동을 분석해 통증과 관련된 뇌 회로나 통증이 뇌에서 처리 또는 조절되는 과정을 규명한다는 목표다. 그는 "인공지능을 이용한 통증 모델을 만들어 통증이 어떻게 처리되는지를 인공지능 에이전트를 통해 확인하는 한편, 개인화된 뇌 통증 지도를 만드는 작업들을 하고 있다"라고 말했다. 두 사람은 과학고를 나와 학부에서 생명공학과를 전공하며 뇌 연구에 들어섰다는 공통점이 있다. 김 연구원은 "어릴 적 줄지어 움직이는 개미를 보며 동물이 무엇 때문에 이런 행동을 하는지, 이런 행동을 조절하는 시스템이 무엇인지 궁금해 했던 것이 출발점"이라고 말했다. 우 교수는 사람의 복잡한 마음에 대한 관심이 커져 심리학과 대학원을 진학한 후, 뇌를 알지 않고는 인간 마음을 알 수 없다는 생각에 뇌 과학으로 들어섰다. 최근 뇌 과학 분야에 대한 관심이 커지고 연구 인프라가 빠르게 개선되고 있음을 체감한다고 이들은 말했다. 연구용 fMRI 장비 등이 빠르게 도입되고, 이 분야 문을 두드리는 학생도 늘고 있다. 김 연구원은 "수학이나 물리 등 학문의 강을 건너 협업하자는 제안도 많다"라며 "이같은 융합을 통해 뇌신경과학의 새로운 이론이나 모델이 나오리라는 기대감이 생긴다"라고 말했다. 이들은 "빠르게 상용화 가능한 분야뿐 아니라 기초를 쌓는 연구도 중요하다"라며 "뇌과학 분야는 결과가 나오는데 오랜 시간이 걸리고 윤리 문제도 있기 떄문에 장기적 호흡으로 접근할 필요가 있다"라고 말했다. 김 연구원은 "앞으로 세포 내 분자 단위에서 질병 등에 영향을 미치는 숨은 코드를 찾는 것이 목표"라고 말했다. 우 교수는 "통증이나 우울증 등의 임상에 활용 가능한 fMRI 모델을 만들고, 인공지능과 뇌과학의 연계에 기여하고 싶다"라고 말했다.

2023.09.08 13:19한세희

뇌신경과학의 오늘과 내일이 여기에···국내외 연구자 1800명 부산에 모여

국내 뇌신경과학 연구 흐름을 집대성하고 최신 연구 성과를 공유하는 한국뇌신경과학회 연례 학술대회가 6일 부산 벡스코에에서 막을 올렸다. 국내외 연구자 1천 800명이 참여했다. 8일까지 이어지는 올해 학술대회에서는 기억과 인지, 중독, 신경장애, 감각, 뇌-컴퓨터 인터페이스 등 뇌신경과학 전반의 주요 주제들이 다뤄진다. 24개 주제별 심포지움과 560여 개의 포스터 발표도 이어진다. 첫날엔 에드먼드 롤스 영국 워윅대 교수가 '인간 뇌의 기억 및 감정 시스템에 대한 최신 발전 방향'을 주제로 기조강연을 했다. 뇌신경과학계 최고 석학 중 한명인 롤스 교수는 방향과 위치를 감지하는 뇌 세포의 기능과 뇌 내 각 부분 간의 연결 및 연산에 대한 최신 연구 성과를 소개했다. 과학커뮤니케이터인 장동선 궁금한뇌연구소 대표는 '신경과 과학, 커뮤니케이션'을 주제로 대중강연을 했다. 7일엔 자폐증 발병 원인에 대한 실마리를 제공한 연구로 주목받은 글로리아 최 MIT 교수가 '사회적 행동을 형성하는 신경면역학적 상호작용'을 주제로 기조 강연을 한다. 유니버시티칼리지런던 닐 버지스 교수는 '공간 기억에의 신경 메커니즘'을 주제로 발표한다. 8일엔 티모시 라이언 웨일코넬의대 교수가 신경장애를 주제로 발표한다. 국내 뇌신경과학계 중진 및 신진 연구자를 격려하는 시상식도 열렸다. 한국뇌신경과학계 초대 회장을 지낸 고 장진 서강대 교수를 기념하는 장진학술상은 이성중 서울대 뇌과학협동과정 교수에게 돌아갔다. 그는 뇌 아교세포의 생리적 기능을 규명하는 연구로 주목받았다. 임용 7년 이내 연구자를 대상으로 하는 싸이텍코리아 젊은과학자상은 김정진 한국과학기술연구원(KIST) 선임연구원과 우충완 성균관대 교수가 수상했다. 김 연구원은 뇌가 인지와 행동을 통합하는 과정에 대한 연구를, 우 교수는 통증을 인공지능과 연계해 규명하는 연구를 하고 있다.

2023.09.06 20:20한세희

뉴로게이저, AI로 아동·청소년 '뇌' 들여다본다

뉴로게이저(대표 이흥열)가 아동·청소년 대상 뇌분석 서비스 '앨사이어니(Alcyone)'를 출시했다고 9일 밝혔다. 해당 서비스는 만 10세에서 15세 아이의 뇌 자기공명영상(MRI) 데이터를 뇌분석 인공지능(AI) 플랫폼으로 분석해 약 167개 항목에 대한 뇌 정보를 제공한다. 167 가지 분석 항목에는 뇌의 성장과 발달상태, 수리능력, 과학창의성, 제2언어 학습능력, 학업성취도 등 다양한 능력과 적성 등이 포함됐다. 영상의학 전문의와 협력해 영상의학적으로 뇌 기형이나 종양 유무 등 뇌 건강 검진도 함께 이뤄진다. 뉴로게이저는 앨사이어니 개발을 위해 자녀의 뇌 정보에 관심이 높은 학부모 2천명과 상담을 진행하면서 시장 수요와 요구 사항을 분석했다. 이를 통해 부모들이 가장 두려워하는 것이 바로 '자녀에 대해 잘 모른다'는 것이며 자녀가 어떤 성향인지, 무엇을 잘 할 수 있는지도 모른 채 교육하는 것은 문제가 있다는 것을 확인할 수 있었다. 뉴로게이저는 이런 부모의 니즈를 적극 반영해 과학적 판단근거를 바탕으로 자녀에 대한 이해도를 높여주고, 자녀의 자질과 적성, 능력에 맞는 적절한 교육 시기, 진로와 미래를 체계적으로 설계하고 준비하는데 도움 주는 뇌 정보 서비스 앨사이어니를 개발했다. 해당 솔루션은 뇌과학분야의 연구논문과 분석 모델로 수집된 정상인의 뇌 MRI 영상 데이터를 AI 엔진에 학습했다. 이를 통해 대상자 뇌 정보를 수량화한 과학적 값을 제공한다. 데이터 수치로 나온 결과 값을 지표, 척도, 지수 등으로 시각화해 보여준다. 기존 뇌분석 서비스는 자기보고식 설문 방식의 뇌의 상태를 유추하는 방법이다. 대상자나 판단하는 전문가의 주관성이 개입돼 결과 신뢰성 문제에 관해 지적 받았다. 이와 달리 앨사이어니는 뇌 영상을 기반으로 얻은 객관적인 분석 결과와 과학적 판단근거를 제공해 기존 방식과는 다르다. 뉴로게이저 측은 정상인의 뇌 정보를 중심으로 측정해 정상인의 광범위한 데이터를 정신질환자의 데이터와 대조하는 방식으로 문제점을 찾아낼 수 있으며, 다양한 질환도 동시에 파악할 수 있다는 입장이다. 이흥열 뉴로게이저 대표는 "아동·청소년을 시작으로 단기간 내에 노년, 청년·장년까지 전 연령층의 뇌분석 AI 플랫폼 구축을 완성할 것"이라며 "한국을 뇌과학 선진국으로 만들기 위한 학계의 노력에 힘을 보태며 국내는 물론 전세계를 무대로 새로운 시장을 개척해 뇌 정보에 대한 막연함을 갖고 있던 대중에게 '브레인 케어' 시대를 열어주고, 뇌산업을 리딩해 나갈 것이다"고 포부를 밝혔다. 앨사이어니는 10일 열리는 '세계 뇌과학 컨퍼런스'에서 공식 설명회를 갖고 소개할 예정이다. 서비스는 뉴로게이저 홈페이지를 통해 신청할 수 있으며, 정교한 서비스를 위해 매월 100명에게만 선착순으로 제공할 계획이다.

2023.01.09 17:11김미정

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