인간 뇌세포로 작동하는 "바이오 컴퓨터" 연구 불붙어

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인간 뇌세포로 작동하는 "바이오 컴퓨터" 연구 불붙어

하이커뮤니티매니져 0 4 04:41







연구기관과 민간기업 등이 뇌 신경세포를 이용한 컴퓨터 만들기에 나서고 있다. 게티이미지뱅크 제공



연구기관과 민간기업 등이 뇌 신경세포를 이용한 컴퓨터 만들기에 나서고 있다. 게티이미지뱅크 제공




사람의 신경세포를 이용해 컴퓨터를 만드는 시도가 이뤄지고 있다. 아직 실제 컴퓨터로 실효성은 없지만 과학자들은 인간 뇌의 놀라운 전력 효율성이 슈퍼컴퓨터를 만들어낼 것으로 보고 신경세포 기반 ‘바이오 컴퓨터’ 만들기에 나서고 있다.





국제학술지 ‘네이처’의 11일(현지시간) 보도에 따르면 과학자들은 인간 신경세포를 이용해 ‘바이오 트랜지스터’와 견줄 수 있는 시스템을 만들려고 노력 중이다. 바이오 트랜지스터는 DNA, 단백질 등 생체 분자로 전자 트랜지스터 기능을 모방한 것이다. 과학자들은 신경세포 네트워크를 모방하면 바이오 컴퓨터를 만들 수 있을 것으로 보고 있다.



바이오 컴퓨터는 뇌세포처럼 살아있는 세포로 정보를 처리하는 기술이다. 바이오 컴퓨팅 연구자들은 바이오 컴퓨터가 큰 전력 소비 없이 슈퍼컴퓨터 성능을 제공할 수 있을 것으로 보고 있다. 인공지능(AI)과 양자컴퓨터의 잠재력에 필적할 것이라고 보는 주장도 있다.





뇌세포로 바이오 컴퓨터를 만들려면 뇌세포를 배양접시에서 키운 뒤 배양한 세포들을 전자 칩 등에 올려놓고 전기 신호를 받도록 만들어야 한다. 연구자들이 전기 신호를 보내 세포에 명령을 내리면 세포는 신호를 읽어 명령을 수행한다.





벤자민 워드-체리어 영국 브리스톨대 로봇공학연구원 연구팀은 약 1만개의 신경세포로 구성된 오가노이드(장기유사체)를 만들고 오가노이드가 점자 문자를 인식하도록 만드는 데 성공했다.





촉각 센서가 장착된 로봇으로 글자를 읽은 뒤 각 글자에 대한 전기 신호를 오가노이드에 전달했다. 오가노이드 내부에 존재하는 신경세포들이 전기 신호에 보인 반응 패턴을 머신러닝으로 분석한 결과, 신경세포는 문자별 전기 신호를 구분할 수 있다는 점이 확인됐다.





미국 미시간대 연구팀은 오가노이드가 어떻게 작동하는지 알아내기 위해 다양한 유형의 자극을 적용해 테스트하고 있고 미국 샌디에이고캘리포니아대 연구팀은 기름 유출 경로를 예측하는 현실 문제를 푸는 데 오가노이드를 적용하는 시도를 하고 있다.





과학자들은 작은 선풍기 하나를 작동하는 데 필요한 20W(와트) 미만의 전력으로 바이오 컴퓨터 내 수십억 개의 신경세포가 초당 10억번의 연산을 푸는 속도를 낼 수 있을 것으로 전망하고 있다. 바이오 컴퓨터는 슈퍼컴퓨터와 유사한 계산 속도를 보이면서 전력은 백만분의 1 정도밖에 소비되지 않을 것으로 예측했다.





오가노이드를 컴퓨터로 쓰기엔 아직 실용적이지 않지만 민간기업들도 오가노이드 컴퓨터화를 목적으로 연구에 뛰어들고 있다. 스위스 바이오 컴퓨팅 기업 ‘파이널스파크’, 호주 기업 ‘코티컬 랩스’ 등이 인간 신경세포를 이용한 바이오 컴퓨터 만들기에 나서고 있다.





코티컬 랩스가 개발한 오가노이드 기반 바이오 컴퓨터 ‘디시브레인’은 고전 아케이드 게임 ‘퐁’을 빠르게 학습하는 결과를 보였다. 코티컬 랩스는 신경세포가 기존 AI 시스템보다 효율적으로 학습한다고 주장했다.





반대로 뇌세포를 이용한 바이오 소자나 바이오 컴퓨터 역량에 대한 과도한 기대감을 잠재우는 신중파 학자들도 있다. 배양한 신경세포가 살아있는 인간의 뇌에서 작동하는 신경세포처럼 기능하려면 많은 시간이 필요하다는 것이다.





인간의 뇌세포를 이용한다는 윤리적 문제와 안전성이 해결되지 않으면 규제 강화로 이어질 수 있다는 문제도 있다.








매들린 랭커스터 영국 케임브리지대 인간뇌발달·진화학과 연구원은 “바이오 컴퓨터 연구를 멈춰야 한다는 반응들이 제기될 수 있다”며 “연구에 제약을 걸거나 방해하는 규정이 생길 수도 있다”고 말했다.










https://m.dongascience.com/news.php?idx=75052


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