| [ KAIST ] in KIDS 글 쓴 이(By): Gatsbi (궁금이) 날 짜 (Date): 2001년 9월 6일 목요일 오전 09시 53분 55초 제 목(Title): [p]뇌세포와 실리콘 칩의 연결 뇌세포와 실리콘 칩의 연결 2001-09-05 생명과학 세계 최초로 독일 막스프랑크 연구소의 과학자들이 부분적으로 기계적인 동시에 살아있는 전자회로를 만들기 위해 뇌세포를 실리콘 칩에 연결했다. 살아있는 전자회로를 구성하기 위해, 막스프랑크의 생화학자들은 달팽이의 신경세포를 작은 트랜지스터 칩에 연결하고 세포간 및 세포와 칩간의 통신을 시현했다. 이러한 진보는 아직 과학보다는 과학소설로 남아있는 인간의 신경조직을 연결한 인공망막이나 인공보철 사지를 개발하기 위한 목적을 향한 중요한 진일보라 할 수 있다. 이러한 사고는 매우 복잡한 전자회로의 기계적 능력과 인간 뇌의 지능을 결합하고자 하는 것이다. 이러한 생물학과 기계의 결합은 맹인을 보게 하고, 신체마비자가 생각으로 물체를 움직이게 할 뿐만 아니라 인간의 신경시스템과 같은 독창적이고 응용성을 가지는 컴퓨터 및 진짜 지능을 가졌다고 할 수 있는 로봇을 제작할 수 있게 할 것이다. 신경세포를 전자회로와 연결하는 것은 과학분야에서 관심이 많은 새로운 분야로 과학소설에서 중요한 주제였다. 그러나 이는 현실에서는 실현하기 어려운 것이었다. 브란데시스 대학교의 신경과학 교수인 Eve Marder는 "신경시스템은 컴퓨터와는 매우 다른 것으로, 컴퓨터에서는 물리적으로 분리된 많은 기능들이 뇌와 신경시스템에서는 같은 신경조직에 의해 수행되고 있다"고 밝혔다. 가장 큰 도전은 생물학과 기술의 상호연계를 구축하는 것이다. 뇌의 신경세포는 서로를 발견하고 연결을 강화하며 환경에 의해 부분적으로 유발된 복잡한 화학적 신호를 통해 패턴을 형성한다. 예를 들면 일부 신경세포를 얇게 잘라낸다면, 다른 것들이 그들의 기능을 대신하고자 대응하게 될 것이다. 뇌가 변화에 적응하는 것을 어떻게 배우게 되는지는 아무도 이해 못하고 있으나, 그것은 너절한 만큼 정교한 과정이다. 한편 실리콘 칩들은 높은 신뢰성과 속도를 가지고 특수한 기능을 수행할 수 있다. 그러나 이들은 환경에 대해 제한된 대응성만을 가지고, 필요에 따라 스스로를 변화시킬 능력을 거의 가지지 못한다. "사물들은 끊임없이 변화되고 있다. 과정들은 성장하고 있으며, 신경세포의 특성과 연결의 강도를 변화하는 신경조율자로 불리는 물질이 있다. 가장 도전적인 일은 실리콘-뇌 상호작용인 계산의 법칙이 항상 같지 않은 것을 만드는 것"이라고 Marder가 밝혔다. 독일연구자들은 마이크로피펫을 사용해 달팽이 뇌에서 각 세포를 뽑아낸 다음, 그것을 풀과 함께 층을 가진 실리콘 칩에다 불어 넣었다. 생화학자 Peter Fromherz는 달팽이 신경세포가 인간이나 쥐의 신경세포보다 조금 크므로 작업하기가 쉬웠다고 밝혔다. 각 세포는 적은 전압을 증폭시킬 수 있는 장치인 필드효과 트랜지스터와 세포를 움직이게 할 수 있는 자극체와 연결됐다. 복합적인 트랜지스터와 자극체에 연결한 20개 세포를 이용한 실험과정들이 되풀이 됐다. 독일과학자들은 폴리머를 사용해 폴리머가 트랜지스터 위에 위치를 유지할 수 있도록 신경세포 주변에 작은 울타리를 세웠다. 이러한 회로를 구축하는데 가장 어려운 일의 하나는 신경세포가 뇌에서 행동하듯이 자리를 잡지 못하고 벗어나 버리는 것이었다. 실리콘 기반 위에 있는 신경세포는 시냅스라고 알려진 상호간의 연결을 발전시켰다. 연구자들이 하나의 신경세포를 자극하면, 그것은 전자적 신호를 발생시켰다. 그 신호는 두 번째 신경세포 아래에 있는 트랜지스터와 마찬가지로 신경세포가 자리잡은 트랜지스터에 의해 탐지됐다. 이는 전자신호가 칩에서부터 첫 번째 신경세포로, 그리고 시냅스를 통해 두 번째 신경세포로 전달됐고 그리고 전기로 다시 전환되어 두 번째 트랜지스터로 전달되는 것을 나타낸다. 국립과학아카데미의 프로시딩에서 오늘의 이슈로 결과를 발표한 Fromherz에 따르면, 이러한 노력은 매우 초보적이나 신경네트워크를 실리콘 칩과 직접적으로 상호연결한 세계 최초의 사례가 된다. 현재 연구팀은 많은 신경세포를 더 많은 트랜지스터에 연결시키는 작업을 수행하고 있다. Fromherz에 따르면 실질적인 도전은 신경세포의 시냅스를 정확하게 상대인 트랜지스터에 연결하는 것이며, 현재 신뢰할 수 있는 대규모 회로를 구축할 수 있는 기법이 개발 중이다. 아울러 현재 15,000개의 신경세포-트랜지스터 사이트를 가진 시스템 구축 계획이 진행되고 있다. (소스: www.washtech.com/news/biotech/12165-1.html) ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^#####^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ^ 진리는 단순하고 진실은 소박하다. |.-o| ^ ^ ㄴ[ L ]ㄱ 궁금이 ^ ^ (~) ^ ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ |