동아사이언스

국제학술지 네이처는 이달 26일 흙 속에 뇌 모양으로 뿌리를 내린 식물의 그림을 표지에 실었다. 네이처는 이번 호에서 뇌종양이 뇌 속에 뿌리를 내리듯 시냅스를 만들며 뇌와 연결되며 퍼져나간다는 것을 밝혀낸 세 편의 연구결과를 이번 호에 소개했다. 시냅스는 신경계의 단위인 뉴런을 연결해주며 신경전달 물질의 통로로 쓰인다. 뇌종양의 하나인 신경교종은 뇌와 척수 내부에 있는 신경교세포에서 생겨나는 종양이다. 신경교종은 정상 조직에 침투해 자라며 빠른 성장을 보인다. 덩어리를 형성하는 다른 장기의 암과 달리 정상 조직 속으로 끼어...

국내 연구진이 간에도 신경계와 유사한 조직이 존재한다는 사실을 알아냈다. 해독과 면역을 담당하는 간 기능을 신경학적 경로로 조절할 수 있는 실마리를 제공한 것으로 평가된다. 정원일 KAIST 의과학대학원 교수와 최원묵 서울아산병원 소화기내과 연구원, 미국 국립보건원은 알코올성 지방간 질환에서 신경전달물질인 ‘글루타메이트’의 역할을 규명하고 알코올성 지방간 치료제 개발의 새 표적을 제시하는 데 성공했다고 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘(Cell Metabolism)’ 30일자(현지시각) 온라인...

단기기억은 정보를 단기적으로 기억하며 능동적으로 이해하고 조작하는 과정이다. 수초에서 수분까지 지속되기도 하며 장기기억으로 일부는 넘어가기도 하지만 대부분은 사라진다. 일상에서 매일 단기기억을 필요로 한다. 예를 들어 머리 속으로 암산을 하거나 누군가에게 전해들은 휴대전화 번호를 잠시 외울 때 단기기억이 쓰인다. 또 딱히 외우려는 목적을 지니지 않아도 단기기억을 통해 방금 지나왔던 복도에서 만난 사람을 기억해낼 수 있다. 미국 연구진이 인공지능(AI)를 이용해 단기 기억의 작동과정을 밝혀냈다. 데이비드 프리드먼 미국 ...

인간의 뇌와 유사하게 정보를 병렬로 처리해 적은 에너지로 많은 정보를 처리할 수 있는 ‘뇌를 닮은(뉴로모픽) 컴퓨터’의 핵심 소자를 국내 연구팀이 개발했다. 기존 공정을 활용해 제조할 수 있어 상용화를 앞당기는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 포스텍은 이장식 신소재공학과 교수와 김민규 연구원팀이 자석처럼 외부에서 전기장을 가하지 않아도 전기의 양(+)극과 음(-)으로 나뉘는 물질인 ‘강유전체’를 이용해 뉴로모픽용 정보처리 소자를 개발했다고 1일 밝혔다. 연구 결과는 나노 분야 국제학술지 ‘나노레터...

국내 연구진이 인간 뇌의 메커니즘을 모사하는 차세대 반도체인 뉴로모픽 칩에서 뇌의 뉴런을 연결하는 ‘시냅스’를 구현하는 데 성공했다. KAIST는 최성율 전기및전자공학부 교수 연구진이 ‘멤리스터(Memristor)’ 소자의 구동 방식을 아날로그 형태로 바꿔 뉴로모픽 칩의 시냅스로 활용할 수 있는 기술을 개발했다고 10일 밝혔다. 이 기술을 통해 기존 디지털 비휘발성 메모리로만 사용되던 멤리스터를 아날로그 형태로 활용함으로써 인간 뇌를 모사한 인공지능(AI) 컴퓨터 칩인 뉴로모픽 칩의 상용화에 기여할 것으로...

국내 연구진이 뇌 신경세포 연결고리를 모방한 인공 시냅스를 개발했다. 뇌 연구와 인공지능(AI) 개발 등 다양한 분야에 적용될 것으로 보인다. 이명재 대구경북과학기술원(DGIST) 지능형소자융합연구실장과 박경수 서울대 교수, 박성규 중앙대 교수, 황현상 포스텍 교수팀과 공동으로 인간의 뇌에서 기억을 담당하는 신경세포(뉴런)와 시냅스의 기능을 모사한 인공 시냅스 소자를 개발했다고 27일 밝혔다. 시냅스는 인간의 뇌 신경세포(뉴런)이 신호를 주고받을 수 있도록 서로 연결된 부분이다. 사람의 뇌는 870억 개의 신경세포가 있고 세포마다...

[과학사진관] 의 작품 중 하나인 <부분과 전체> 삼부작의 작업일지를 싣습니다. 현미경으로 끊임없이 세포 사진을 찍던 어느 날, 문득 인간과 사회 그리고 세포와 전체 구조에 대한 생각이 떠올랐다. 부분은 전체를 구성하고, 표상(表象)으로 나타나는 전체는 결국 그것을 구성하는 부분을 대변한다는 데에 이르렀다. 학문적인 성취에서 오는 기쁨과 더불어 연구 과정에서 얻은 사진들을 다른 이들과 공유하고 싶은 마음도 피어올랐다. 어떤 방법이 있을까 고민하던 중 ‘Art in Science’ 전시회가 열린다는 소식을 들었다. 필자가...

눈을 제대로 떠보면 온 세상이 화원이란 걸 알 수 있어 – 비밀의 화원- 작품명 | 뇌 속 정원, 연결 고리 Center for Synaptic Brain Dysfunctions 작가 | 육채현 연구원(chaehyun@kaist.ac.kr) 소속 | 시냅스 뇌질환 연구단 작가의 말 연못과 담쟁이류의 식물들, 이름 모를 들꽃들이 정원을 가득 채우고 있다. 숲속의 밤 풍경을 연상시키는 이 이미지는 놀랍게도 생쥐의 전전두엽의 피질을 촬영한 것이다. 복잡한 신경망과 회로를 만드는 시냅스는 각각의 신경세포들을 연결시켜 신경전달을 일으킨다. 시냅스는 크기가 작고 수가 매우 많아...

국내 연구팀이 뇌에서 기억이 저장되는 구체적 위치를 세계 최초로 증명하는 데 성공했다. 기억은 뇌세포 사이의 접합 부위인 ‘시냅스’ 중 일부에 저장되는 것으로 밝혀졌다. 연구 결과는 국제학술지 사이언스 27일자에 발표됐다. 그동안 기억이 저장되는 뇌의 부위는 알려져 있었다. 좌우 측두엽에 존재하는 해마 부위가 기억 저장고다. 하지만 해마 내부 어디에 어떤 방법으로 기록되는지는 알려지지 않았다. 마치 기억이 USB메모리에 저장된다는 사실까지는 알고 있지만, 표면에 펜으로 글자를 썼는지 혹은 디지털 신호를 파일로 저...

우리는 어떻게 새로운 것을 배우며, 때로는 그것을 어떻게 다시 잊어버리게 될까? 여기에 대한 답을 제시한 사람은 캐나다의 신경심리학자 도널드 헵이다. 그는 1949년 시냅스(Synapse) 가설을 처음 제시했다. 뇌는 수 조 개의 신경세포(뉴런)와 신경세포에서 뻗어나온 약 1000조 개에 달하는 수상돌기(Dendrite)들이 거미줄보다 더 복잡하게 연결된 신경망을 이루고 있다는 이론이다. 이 설명에 따르면 ‘무엇을 배우느냐’에 따라 뇌의 부위별 수상돌기 말단의 미세한 틈인 시냅스끼리의 물질 교환 빈도와 세기가 달라진다. 이를 통해 신...