수면 재학습부터 공각기동대 '전뇌화'까지… 뇌 과학의 향연 '브레인 쇼'

15일 대구 동구 신서동 한국뇌연구원 대강당에서 열린 뇌과학 대중강연회 '2018 브레인쇼'/사진=한국뇌연구원

“나의 기억을 복제하고 옮겨 저장하는 것은 기술적으로 상당히 어렵지만 불가능한 얘기는 아닙니다.”

15일 대구 동구 신서동 한국뇌연구원 대강당에서 열린 뇌과학 강연회 ‘2018 브레인쇼’ 기조연설자로 나선 최낙원 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 박사(책임연구원)는 인간의 뇌 일부 혹은 전부를 기계로 대처하는 이른바 ‘전뇌화’(電腦化) 이론을 제시해 청중들의 이목을 집중시켰다. 최 박사는 복잡한 뇌 신경회로를 인공적으로 구현하는 데 성공해 이목을 끈 과학자다.


전뇌화는 인간외 뇌를 기계화된 몸체와 연결하기 위해 뇌에 초소형 컴퓨터칩을 이식해 사람의 생각을 전자신호처럼 만들어 입·출력이 가능한 상태로 만드는 것이다. 이 뇌를 기계몸체와 연결하면 전신을 뇌의 의지대로 통제할 수 있다.

최 박사는 AI(인공지능)가 네트워크를 통해 인간은 물론 세상을 장악하려는 시대를 배경으로 한 공상과학(SF) 애니메이션 ‘공각기동대’의 일부 장면을 예로 들며 “인간 뇌 속의 정보를 컴퓨터로 백업하고, 반대로 컴퓨터에 저장된 정보를 사람 뇌에 입력할 수 있는 세상이 머지 않았다”며 “현재 이 기술의 상용화로 인해 야기될 수 있는 법적·윤리적 이슈가 남았다”고 말했다. 이어 “현재 뇌 과학자들은 뇌를 포함한 중추신경계가 어떻게 연결돼 작동하고 행동까지 이어지는지를 연구중”이라고 설명했다.

우충환 기초과학연구원(IBS) 신경과학이미징연구단 전임교수(성균관대 글로벌바이오메디컬공학과)/사진=한국뇌연구원

이날 강연회에서는 고도화된 뇌 연구를 통해 인간의 정신적·육체적 통증을 정복할 수 있을 것이란 전망도 나왔다.


우충환 기초과학연구원(IBS) 신경과학이미징연구단 전임교수(성균관대 글로벌바이오메디컬공학과)는 해외 유명 저널에 게재된 한 연구논문을 인용, “심각한 부상을 당한 215명의 군인중 69명(32.1%)이 안 아파프다고 했고 157명(73%)이 진통제가 필요없다고 답했다”며 “통증을 느끼는 것은 매우 주관적이며 상황과 맥락에 따라 달라진다”고 말했다.

우 교수는 “뇌는 몸으로부터 오는 통증 신호를 적극적으로 선택·여과·조절한다”며 “뇌 스캔이나 AI 머신러닝(기계학습) 등을 통해 뇌 활동 패턴을 측정·분석·예측할 수 있게 된다면 인간의 통증을 완화·제거하는데 획기적인 방법을 제시할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

박형주 한국뇌연구원 선임연구원은 생체 학습과 기억 메커니즘 이론을 통해 다양한 정보의 홍수 속에서 인간은 어떻게 자신이 필요한 정보만을 저장하는지를 설명했다. 그는 “각성 기간동안 학습된 정보는 수면기간 동안 자동 반복되며, 수면중 재학습은 자동으로 이뤄진다”고 설명했다.

이번 강연회는 뇌연구원과 IBS, KIST가 올해부터 뇌 공동연구를 시작한 것을 기념해 마련됐다. 뇌연구원은 뇌 신경구조 분석, IBS는 신경활성의 기능적 미세조절 기술 개발, KIST는 뇌 신경에 공학기술을 접목하는 공동연구를 통해 포스트 커넥톰(Connectom) 시대에 대비한다. 커넥톰은 뇌 속에 있는 신경세포들의 연결을 종합적으로 표현한 뇌지도를 말한다.

임현호 한국뇌연구원 본부장(원장 직무대행)은 이날 개회사를 통해 “뇌 산업은 세계적으로 200조원을 넘어서서 새로운 바이오경제를 창출하고 있다”며 “우리나라도 뇌 전공학과를 신설하는 등 보다 체계적으로 전문 인재를 양성할 필요가 있다”고 강조했다.

뇌연구원은 이날 청소년의 진로셜계를 돕기 위해 뇌신경혈관계연구실, 시냅스가소성연구실, 신경재생연구실 등 3개 실험실을 직접 방문해 과학자들과 만나는 오픈랩(Open Lab)과 뇌파 드론(무인기) 비행, AI와 오목 대결, 4D 뇌퍼즐 조립 등의 새로운 과학소통프로그램을 진행했다.

15일 대구 동구 신서동 한국뇌연구원 대강당에서 열린 뇌과학 대중강연회 '2018 브레인쇼'/사진=한국뇌연구원