※참고사항: 융합시리즈 <3>NBIT 융합의 도래
※사진첨부 : IT와 BT,NT의 융합이 가속화하면서 생체공학기술이 주목받고 있다. 사진은 인공눈과 팔,다리, 생체모방비행체 등이다.
과거 TV에나 나오던 바이오닉 인간인 ‘6백만불의 사나이’와 ‘소머즈’의 부분적인 실현이 눈앞에 다가왔다. 인공팔이나 다리, 인공심장, 인공귀, 인공 눈, 심지어 인공뇌까지 구현을 앞두고 있기 때문이다. 인공뇌의 경우 이미 18개월 된 유아수준의 두뇌까지 만들어 냈다. 모두가 BT와 NT, IT가 유기적으로 융합한 결과다.
실제 한국전자통신연구원(ETRI) 신경계 인터페이스 연구팀장은 “뇌신경세포에 전기적인 자극을 주는 방식으로 뇌졸중 치료법을 개발 중”이라며 “죽은 뇌세포를 살려내는 것이 아니라 옆의 살아있는 세포가 과거 기능을 떠맡도록 하는 방식의 결과물이 3년 내 나올 것”이라고 말했다.
이 팀에서는 뇌졸중 치료법 외에도 군사용으로 활용 가능한 ‘동물의 무선 신경 인터페이스 플랫폼’을 개발 중이다. 연구진은 지난 달 경북대에 내려가 실험용 쥐의 두뇌에 원격제어 칩을 심어 무선으로 교신하는 테스트를 성공적으로 진행했다.
뇌의 3개 부분에 자극을 줘 쥐의 진행 방향을 컨트롤하는 식이다. 실제 이 시험에서 실험쥐는 ‘8’자 진행을 보여줬다.
물론 현재는 ‘바이오닉 인간형’까지 가려면 아직 멀기만한 초보적인 단계다. 그러나 과학기술자들은 신경과학과 시스템생물학을 결합하는 연구결과를 속속 내놓고 있다.
스위스의 로잔 연방 공대는 지난 2005년부터 IBM의 슈퍼컴퓨터인 ‘불루 진’의 도움을 받아 인간 뇌의 가장 정교한 모델을 만드는 ‘블루 브레인 프로젝트’를 추진중이다. 컴퓨터의 중앙전산장치에 해당하는 인간의 뉴런 신경피질을 3차원 시뮬레이션으로 만들고 있는 것. 이 프로젝트가 성공할 경우 신경피질에 의해 작동하는 217개 신체기관을 제어할 수 있을 것으로 보고 있다.
또 지난 해 미국의 IBM 알마덴연구소와 네바다 대학은 슈퍼컴퓨터를 이용해 뇌의 움직임을 실시간 분석할 수 있는 ‘버추얼 쥐 뇌’를 구축했다. 쥐의 뇌 신경세포 50%와 시냅스를 버추얼 시뮬레이션으로 구축한 것. 연결된 뉴런만 800만개다.
이와 함께 실리콘 뇌도 개발되고 있다. 미국의 스탠퍼드대 생물공학과 연구진은 1024개의 배열 칩을 이용해 인실리코 방식의 실리콘 뇌를 선보였다. 향후엔 256×256개의 어레이칩에 도전할 계획이며 언젠가는 인간 전체 666조개의 세포 중 20%로 추정되는 100조개의 뉴런 어레이 칩을 만들 것으로 예측하고 있다.
생체모방시스템을 연구하고 있는 한양대 김선정 생체공학과 교수는 “지난 1944년 인공신장기가 개발된 이후 생체공학은 IT와 함께 비약적으로 발전해 왔다”며 “현재 나노로봇이 치료에 이용되듯 IT와 BT, NT 등의 융합은 뇌뿐만이 아니라 로봇을 이용한 신체 내 질환치료에서도 획기적인 전환점을 가져오게 될 것”이라고 말했다.
한편 정부는 IT+의료 융합산업이 매년 15%씩 성장, 오는 2011년 1875억달러 규모에 이를 것으로 보고 있다. 산업적 측면에서는 고령화에 따른 ‘뉴-에이징(실버)과 질병과 관련한 라이프스타일, 의료서비스의 첨단생명의료 산업분야 등 3개 부문을 융합의 대표주자로 꼽고 있다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.co.kr
<인터뷰>
“세계전기전자기술자협회인 IEEE 등도 BT응용 연구에 무게중심을 두고 있을 만큼 IT-BT융합연구 부문이 주목받고 있습니다.”
IT전공 엔지니어로서 BT를 접목한 연구로 IEEE와 대한전자공학회로부터 ‘2008 IT젊은 공학자상’을 최근 수상한 조광현 KAIST 바이오 및 뇌공학과 교수는 “시스템 생물학은 상상 속의 기술이 아니라, 학문적으로도 기저가 되는 원천연구가 이루어지고 있을 만큼 자리를 잡은 상태”라며 “KAIST에선 관련 SCI(과학기술색인) 논문만 91편을 썼을 정도”라고 이 같이 말했다.
조 교수는 “최근 생명현상의 숨은 원리를 파악해 공학에 응용하는 바이오 영감공학분야 연구에 치중하고 있다”며 “회로의 이상을 스스로 찾아 복구하는 전자회로 시스템이나 가상 암세포 등을 개발하고 있다”고 설명했다.