미국 연구진 기억 보존 돕는 인공기관 개발

[사진=구글]

아주경제 윤은숙 기자 = 미국 연구진들이 뇌의 기억보존을 돕는 물질을 개발했다고 파이낸셜타임스는 29일(현지시간) 보도했다. 이러한 연구결과는 향후 알츠하이머와 기억장애를 앓고 있는 이들의 치료에 큰 도움이 될 것으로 보인다. 

이 기관은 사우던 캘리포니아 대학과 웨이크 포레스트 의학센터가 10년에 걸쳐 공동으로 개발한 것으로, 작은 전극들로 이루어진 기관을 뇌에 이식하는 것이다. 

이번 연구의 핵심은 두뇌가 작동할 때 발생하는 전기 신호를 흉내낸 컴퓨터 알고리즘이다. 이러한 알고리즘을 이용하면 단기기억을 영구기억으로 전환 시킬 수 있다. 

이러한 원리를 이용하면, 물리적인 이유나 질병적 원인으로 손상된 뇌 부분을 사용하지 않고도 뇌가 받아들이는 정보를 장기 기억 저장소에 저장할 수 있게 된다. 그러나 전기 신호로부터 기억의 의미와 내용을 읽고 해석할 수 는 없다. 

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"이것은 마치 스페인 어와 프랑스 어 둘다 이해하지 못하는 상태에서 스페인 어를 프랑스 어로 옮기는 일이라고 보면 됩니다"이번 프로젝트의 지휘자인 사우던 캘리포니아 대학의 테드 버거는 설명했다. 

그러나 연구진들은 이러한 발명이 결과적으로는 알츠하이머와 같은 신경관련 질병의 치료에 사용될 수 있다고 설명했다. 두뇌의 기억 센터인 해마 안의 있는 손상회로를 건너 뛸 수 있도록 하는 것을 통해 단기 기억을 바로 장기 기억 센터로 옮기는 것이다. 

뇌에 시각, 청각, 후각 등 감각이 입력되는 경우에는 복잡한 전기신호들이 만들어지며, 이는 해마를 통해 이동한면서 몇번의 변화를 거치고 장기기억으로 옮겨질 때는 다른 모양의 전기신호로 변환된다. 

뇌에 손상을 입게 되면 단기기억이 장기기억으로의 이동하는 과정에서 자꾸 오류가 생기게 된다. 나이가 들면서 이런 현상은 더욱 자주 일어나게 된다. 이는 왜 뇌 손상을 입은 이들이 최근 기억은 하지 못하면서, 아주 오래된 기억은 떠올릴 수 있는 것도 이 때문이다. 

연구진들은 간단한 수행을 통해서 환자의 뇌에서 만들어지는 전기적인 입력과 출력 신호를 읽었다, 이러한 결과들은 어떻게 이런 신호들을 90%의 정확도로 정확히 번역될 수 있을 때까지 실험을 지속했다. 

“신경신호를 예측할 수 있는 USC 모델은 뇌의 손상된 부분을 대체할 수 있는 기관을 만드는 데 상용될 수 있다"고 웨이크 포레스트의 로버트 헴프슨은 말했다. 

다음 단계는 번역된 신호를 해마 손상을 입은 환자의 뇌로 다시 넣는 것이며, 결론 적으로 손상된 뇌부분을 지나 장기 기억으로 저장되도록 하는 것이다. 

FT는 이번 사우던 캘리포니아와 웨이크 포레스트의 연구 성과는 최근의 신경기술과학의 진보를 잘 보여주는 예라고 보도했다. 이 매체는 최근에는 마비된 환자들의 뇌파를 이용해 의족과 의수를 움직이도록 하는 기술 등 뇌과학 기술의 발달이 가속화되고 있다고 평가했다.