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KIST, 사람처럼 색 구분하는 인공 신경회로 플랫폼 개발...“인공 망막 연구에 도움”

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센서시스템연구센터-뇌융합기술연구단 융합 연구


사람이 눈으로 본 색을 뇌에서 다르게 구분하듯, 수용된 빛을 파장별로 구분해 반응하는 인공신경회로 플랫폼이 국내 연구진에 의해 개발됐다.


이 인공신경회로는 인공망막을 개발할 때 동물시험 이전에 사전 검증 용도로 사용될 수 있어 관련 기술 개발에 도움이 될 것으로 전망된다.


한국과학기술연구원(KIST)은 센서시스템연구센터 김재헌 박사, 송현석 박사팀과 뇌융합기술연구단 김홍남 박사팀이 생체 외 세포실험을 통해 인간과 같은 수준의 시각 기능을 갖는 인공 광수용체를 제작하고, 이 광수용체에서 빛을 받아 생산된 전기적 신호를 다른 신경세포로 전달하는 인공 시각회로 플랫폼을 개발했다고 17일 밝혔다.


KIST에 따르면 연구진은 우선 명암을 구분하는 로돕신과 색 구분을 위한 청색 옵신 단백질을 발현해 각각 청색과 녹색에서 선택적인 반응성을 가지는 스페로이드 세포군집을 제작했다.


신경세포의 기능성과 생존력을 높인 이 스페로이드는 사람의 눈이 인식하는 색과 동일한 파장에서 반응을 일으켰다.


그 후 눈을 모사한 광반응성 신경 스페로이드와 뇌를 모사한 일반 신경 스페로이드를 연결한 디바이스를 제작하고 일반 스페로이드까지 신경전달이 확장되는 과정을 형광 현미경을 통해 포착하는 데 성공했다.


연구진은 인간의 뇌가 어떤 과정에 의해 망막에서 발생한 신호를 다른 색으로 인지하는지 탐색이 가능한 시각신호 전달 모델을 만든 것이라고 설명했다.


김재헌 박사는 "인공 광수용체의 시각신호 전달 가능성을 다각적으로 검증함으로써 동물실험 의존을 줄이고 연구비용을 절감할 수 있는 플랫폼"이라며 "앞으로 인간이 볼 수 있는 모든 색을 인식할 수 있는 스페로이드를 생산해 시각 질환과 그 치료를 위한 테스트 키트로 발전시킬 계획"이라고 말했다.


이번 연구는 KIST 내 부서간 융합연구를 통해 도전적이고 인류에 공헌하는 기술 개발을 목표로 하는 '그랜드 챌린지' 사업을 통해 이뤄졌다. 연구진은 향후 사람의 망막 기능을 대체할 수 있는 인공시스템 개발을 목표로 연구를 진행하고 있다.

이번 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼스'에 지난 6월 28일 게재됐다.

 

헬로티 김진희 기자 |



















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