두개골에 해마 대체 "브레인 칩" 이식

[BBC 2003 12, March]=뇌졸중, 간질, 알츠하이머질환 환자 뇌속에 실리콘 칩 이식해 상실된 기억능력을 개선하는 "Brain Chip" 기술이 개발중이다.
최근 미국 캘리포니아의 과학자들이 뇌의 기억능력을 관리하는 해마(Hippocampus)의 기능을 대체할 실리콘 칩을 개발, 곧 쥐의 뇌에 이식하는 시험에 돌입한다고 BBC 온라인이 최근 보도했다.

시험이 성공적으로 진행될 경우, 6개월 이내에 살아 있는 쥐를 대상으로 인공해마의 기능을 시험하고 더 나아가서는 기억력 검사가 가능하도록 훈련된 원숭이를 테스트한다.

임상시험은 칩의 안전성이 검증된 후에 진행될 예정이다.
인공해마의 1차적 목적은 뇌졸중 등으로 인한 뇌조직의 손상을 대체하는 것이다. 현재까지 개발된 인공와우와 같은 기계들은 뇌활동을 자극하는 수준에 머물고 있다. USCLA대학의 시어도어 버거 박사를 비롯한 연구팀은 인공해마 개발에 10년째 매달려 오고 있다. 하지만, 아직까지도 해마의 기전이 명확히 밝혀지지 않아 단지 그 기능을 모방해 내는 수준이다.

쥐의 해마에 수없이 많은 전기적 자극을 가하면서, 연구원들은 해마가 어떠한 자극에 반응하는지를 파악하게 된다.
이렇게 얻어진 정보들이 통합 및 분석작업을 거쳐 수학적 모델로 환산되고, 이 모델이 다시 실리콘 칩에 프로그램 된다.

"Brain Chip"은 뇌속이 아닌 두개골에 장착되며 손상부위의 양쪽에 연결된 전극선을 통해 상호 커뮤니케이션이 이뤄진다.
즉, 하나의 전극선을 통해 뇌에서 발생하는 전기적 작용이 기록되고, 다른 선은 필요한 지령들을 뇌에 전달한다. 연구팀은 곧 살아 있는 쥐를 대상으로 이같은 실험을 진행할 계획이다.

버거 박사는 이번 시험이 지금까지의 개발성과를 모두 종합해서 시험대에 올린다는데 의미를 두고 있다. 원숭이를 대상으로 한 시험에서는 해마의 기능이 직접 작용하는지의 여부를 검증하게 된다. 웨이크포레스트대학의 샘 데드와일러 박사는 인공해마를 이식받은 동물의 행동이 변하는지의 여부에 실험의 성패여부가 달려 있다고 보고 있다.

하지만 대부분의 전문가들은 인공해마가 인간에게 적용되기까지는 아직 많은 시간이 필요하다는 입장이다. 현재의 실험들이 해마에서의 전기적 신호교류에 국한돼 있을 뿐 나머지 부분과의 복잡한 교류시스템은 파악하지 못하고 있기 때문이다.

한편, BBC에 의하면 인공해마와 관련된 연구결과는 이번주 이탈리아 카프리에서 열리는 신경과학회 학술대회에서 발표될 예정이다.
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