뇌의 가이드, 뇌지도 #3

왜 하필 뇌지도?

이렇게 뇌지도를 위해 힘쓰는 이유는 무엇일까? 신경과학 분야의 전문가들은 휴먼 커넥톰 프로젝트를 통해 병에 걸린 뇌의 형상을 파악해 특정 부위를 수술로 제거해도 후유증이 남지 않도록 할 수 있는 등, 뇌질환 연구에 있어 획기적인 전기를 마련할 수 있을 것으로 본다. 또, 인공지능(AI)에도 활용할 수 있다. 예쁜꼬마선충의 예에서 알 수 있듯이 인간의 커넥톰이 완성된다면 실제 인간과 같이 활동할 수 있는 로봇을 만들 수 있을 것이다.

하지만 오히려 그렇기 때문에 이 프로젝트가 인간에게 위협이 되지는 않을지 걱정하는 의견도 있다. 이와 비슷한 우려는 인간 게놈 프로젝트(HGP)가 진행 중일 때도 제기되었다. 하지만 인간 게놈 프로젝트가 완성됨에 따라, 유전질병의 원인을 선명하게 밝힐 수 있었고 그러한 난치 질병들에 대한 치료 가능성도 제기되었다. 또한, 인간 게놈 프로젝트를 진행하면서 많은 일자리를 창출해낼 수 있었고, 큰 수익을 벌어다 주어 여러 부수적인 면에서도 이익을 얻을 수 있었다. 휴먼 커넥톰 프로젝트 또한 이와 비슷하게 여러 면으로 이득을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

뿐만 아니라, 앞선 글에서 살펴본 태아 뇌지도를 만드는 과정 중에 실제로 뇌지도 작성 과정에서 몇몇 태아의 뇌 질환을 먼저 밝힐 수 있었던 것처럼 만약 뇌지도가 완성된다면 미리 질환에 대비할 수 있을 것으로 추측할 수 있다.

HCP를 도와줄게!

이러한 휴먼 커넥톰 프로젝트를 보완할 수 있는 연구들도 진행 중이다. 예를 들어 미국 콜드 스프링 하버 연구소에서 진행되고 있는 실험쥐 뇌건축 프로젝트(Mouse Brain Architecture Project, MBA)가 있다. 이 연구는 인간의 뇌가 아닌 실험쥐(mice)의 뇌구조를 분석하 데에 중점을 두고 있다. 실험쥐는 일반적인 포유류의 모델이기 때문에 실험쥐를 대상으로 하는 실험이 인간의 질병 즉, 알츠하이머나 자폐증, 그리고 우울증 등의 연구를 도울 수 있을 것이다.

뇌지도의 미래

현재 이러한 뇌지도를 작성하는 데에는 한계도 있다. 대표적으로 기술적인 측면에서 문제가 제기되고 있다. 생쥐의 커넥톰 저장을 위해서는 1PB의 컴퓨터 기억용량이 필요한 것으로 알려졌는데, 사람의 뇌용량은 생쥐에 비해 훨씬 큰 것을 고려하면 사람을 위해서는 100만PB가 필요하다는 계산이 나온다. 또, 예쁜꼬마선충의 커넥톰을 만드는 데에만 해도 10년이 걸렸는데, 지금 아무리 기술이 발달했다지만, 인간의 커넥톰을 완성하는 데에는 훨씬 많은 시간이 걸릴 것이다. 하지만 기존보다 7배 더 빨리 두뇌를 촬영할 수 있는 MRI가 개발되면서 이러한 문제의 해결 가능성이 제시되었다. 물리학 전문매체인 Physorg에 따르면 UC 버클리와 영국 옥스퍼드 대학의 과학자들이 삼차원 두뇌 검사의 소요 시간이 기존에 2~3초였다면 지금은 0.5초 이내인 기술을 확보한 것으로 나타났다. 이처럼 새로운 기술과 이 프로젝트를 접목한다면 더욱 빠르게 발전할 수 있을 것으로 기대된다.

마무리하며...

지금까지 뇌지도에 대해서 알아보았다. 뇌지도는 우리에게 많은 것을 가져와줄 것이다. 앞으로 뇌지도의 행보는 더더욱 많은 관심을 받을 것이며 순수과학적으로도, 응용과학적으로도 큰 발전을 가져와줄 것이다. 이러한 미래에 이 글을 읽는 여러분들이 함께 했으면 하는 바람이다.