美 인간 '뇌 지도' 만드는 프로젝트에 5억 달러 투자

NIH 뇌 연구 프로젝트 '브레인 이니셔티브' 연구 지원

게티이미지뱅크 제공

미국 국립보건원(NIH)의 뇌 연구 프로젝트 ‘브레인 이니셔티브’는 인간의 두뇌세포 분포를 그린 ‘뇌 지도’를 만드는데 5억 달러(약 7047억원)를 투자한다고 22일(현지시간) 밝혔다.

국제학술지 사이언스에 따르면 브레인 이니셔티브는 뇌 지도를 통해 인간의 뇌가 어떻게 작동하는지, 질병이 어떻게 영향을 미치는지 등을 연구한다. 대규모 자금이 투입되는 프로젝트의 이름은 ‘브레인 이니셔티브 셀 아틀라스 네트워크(BICAN)’라고 명명됐다. 존 응가이 브레인 이니셔티브 이사는 “이번 프로젝트는 다음 세대를 위해 신경과학 연구의 방식을 변화시킬 것”이라고 말했다.

BICAN 프로젝트에선 실험용 쥐보다 1000배 큰 인간 뇌 속 2000억개 세포에 대한 연구가 실시된다. 신경세포와 비신경세포를 특정하고 각각의 위치를 확인하고 태아 시기부터 노령화 시기에 걸쳐 인간의 뇌가 어떻게 변화하는지 관찰한다. 홍쿠이 젱 브레인 이니셔티브 이사는 “연구의 산물은 신경과학의 발전을 위한 인간의 유전자 연구의 참고 자료로 활용될 것”이라고 전했다.

이날 브레인 이니셔티브는 또 다른 프로젝트 ‘브레인 커넥츠’에 5년간 3000만 달러(약 422억원)의 지원금이 투자된다고 밝혔다. 이 프로젝트에선 포유류 동물 뇌의 구조를 추적한다. 프로젝트 ‘브레인 아마먼타리움’은 3600만 달러(약 507억원)가 투입돼 뇌 세포를 유전적으로 조정하는 나노 입자를 개발한다.

브레인 이니셔티브의 뇌 연구는 버락 오바마 전 미국 대통령에 의해 2013년 시작됐다. 뇌 속에 있는 수백만 개 세포의 유전적 특징, 모양, 위치 및 전기 활동에 대한 반응에 대한 연구 등이 이뤄졌다. 이렇게 얻은 데이터를 통해 생쥐와 인간의 움직임을 조정하는 100개 이상의 세포 유형을 확인됐다. 

한국도 앞서 뇌의 구조를 밝히기 위한 연구 개발에 대규모 자금을 투입했다. 미래창조과학부(현 과학기술정보통신부)는 2016년 '뇌 과학 발전전략'을 발표하고 뇌 지도 제작을 포함한 연구 개발에 10년간 3400억원을 투자하기로 했다. 2023년까지 뇌 지도를 완성하고, 활용도를 높이기 위해 뇌 신경망을 3차원(3D)으로 시각화하는 기술과 미니 뇌(오가노이드) 제작·활용 기술 등도 함께 개발하는 것이 목표다. 

이후 뇌 지도에 대한 국내 연구는 활발히 진행되고 있다. 지난해 한국과학기술연구원(KIST) 연구팀은 인공 뇌에서 세포 단위 신경 신호를 실시간으로 측정할 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술은 뇌 신호 전파속도가 뇌세포의 부위별로 어떻게 다른지 알려주고, 뇌 속 회로가 어떻게 연결돼 있는지 보여준다. 이렇게 얻은 데이터는 뇌 지도 개발에 활용될 수 있다.

[박정연 기자 hesse@donga.com]