파킨슨병, AI로 '맞춤형 치료'한다… '자폐스펙트럼'에도 적용 가능성

최민이 KAIST 뇌인지과학과 교수 연구팀 "자폐스펙트럼에도 적용 가능"

AI로 파킨슨병 환자의 병리학적 하위 유형을 예측한다. 게티이미지뱅크 제공

파킨슨병 등의 만성 퇴행성 뇌 질환 환자의 세포 데이터를 토대로, 인공지능(AI)이 환자의 병리학적 상태를 분석해 개인 맞춤형 치료를 가능케할 플랫폼이 개발됐다.  

KAIST는 최민이 뇌인지과학과 교수 연구팀이 영국 프랜시스 크릭 연구소와의 공동 연구를 통해 파킨슨병 환자의 개인별 질병 하위 유형을 예측하는 AI 기반의 플랫폼을 개발해 국제 학술지 '네이처 머신 인텔리전스' 8월호에 게재했다고 15일 밝혔다.
 

연구팀에 따르면, 지금까지 파킨슨 치료는 환자의 개별적 병리 상태를 고려하지 않았다. 모든 환자에게 일률적인 치료 방법을 적용하다보니 병리적 원인과 치료 방법 간에 괴리가 생겼고, 치료 효과를 향상시키기 어려웠다. 

최 교수 연구팀이 개발한 AI 플랫폼은 환자별로 다르게 발현되는 파킨슨병의 양상을 각 환자의 생물학적 메커니즘에 따라 분류한다. AI에게 파킨슨병 환자의 '역분화 만능 줄기세포(hiPSC)'에서 분화된 신경세포의 핵, 미토콘드리아 등을 학습시킨다. AI는 학습한 데이터를 통해 개별 환자 뇌세포의 분자 및 세포 정보를 정밀하게 프로파일링한다. 이를 통해 파킨슨병 환자의 질병 하위 유형을 정확하게 예측한다. 

연구팀은 "환자들의 질병 하위 유형을 정확히 진단하면, 환자 개인별로 맞춤화된 치료가 가능해질 것"이라고 설명했다.  또 "병리학적 데이터를 대량으로 분석해 질병 하위 유형에 적합한 맞춤형 약물을 개발하는 데도 활용할 수 있을 것"이라고 내다봤다.  

최 교수는 "실험실에서 얻은 생물학적 데이터를 인공지능에 효과적으로 학습시켜, 정확도가 높은 질병 하위 유형 분류 모델을 생성했다"며 "자폐 스펙트럼처럼 환자 각각의 증상이 뚜려하게 다른 뇌 질환의 하위 유형을 분류하는 데도 유용할 것"이라고 밝혔다.

최민이 KAIST 뇌인지과학과 교수. KAIST 제공

[박건희 기자 wissen@donga.com]