연구실에서 컴퓨터를 작동시키는 '미니 두뇌'를 배양하다

스페이스웍스 에 따르면, 스위스의 과학자들은 인간 줄기세포를 이용해 작은 뇌를 배양하고 있습니다. 그들은 미래에 이 뇌가 생물학적 컴퓨터의 "심장"이 되어 에너지를 절약하고 인간처럼 학습하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대합니다.

Phòng thí nghiệm nuôi não mini để vận hành máy tính - 1 — FinalSpark 연구실의 과학자들은 줄기세포를 이용해 생물학적 컴퓨터를 개발하고 있습니다(사진: FinalSpark).

스위스 보주의 베베에서 프레드 조던 박사와 FinalSpark 연구실의 동료들은 대담한 방향을 추구하고 있습니다.

기존의 실리콘 칩을 프로그래밍하는 대신, 그들은 인간의 뉴런이 실제로 학습하고 정보를 처리하도록 하는 방법을 모색하고 있습니다. 궁극적인 목표는 오늘날의 컴퓨터 시스템보다 훨씬 효율적으로 작동하며, 반응하고 기억할 수 있는 "살아있는 서버"를 만드는 것입니다.

인간의 피부 세포부터 작은 뇌까지

FinalSpark 연구소에서는 일본의 병원에서 합법적으로 얻은 인간 피부 세포로 여정을 시작합니다.

과학자들은 이를 줄기세포로 만든 다음, 특별한 환경에서 배양하여 오르가노이드라고 불리는 작은 흰색 구체를 형성했습니다.

각 오가노이드는 쌀알 크기 정도이지만 수천 개의 뉴런과 기타 보조 세포들을 포함하고 있습니다. 연구팀의 세포 생물학자인 플로라 브로치 박사는 오가노이드가 인간의 뇌보다 훨씬 덜 복잡하지만, 동일한 기본 구조와 전기적 반응을 공유한다고 말했습니다.

성숙된 오가노이드는 컴퓨터에 연결된 작은 전극에 부착되었습니다. 실험자가 키를 누를 때마다 전기 신호가 시스템을 통해 전송되어 화면에 신경 활동의 축소된 지도 형태로 표시되었습니다.

브로지에 따르면, 이는 유기체의 뉴런이 정보를 감지하고, 반응하고, 점차적으로 정보를 처리하는 법을 배울 수 있다는 증거입니다.

가장 큰 과제는 인공두뇌를 '살아있게' 유지하는 것이다.

작은 뇌의 기능을 유지하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 이 오가노이드는 매우 섬세하기 때문에 거의 끊임없는 영양 공급과 안정적인 환경이 필요합니다.

4년간의 테스트 끝에 FinalSpark 팀은 오르가노이드가 최대 4개월 동안 생존하도록 도왔습니다. 이는 바이오컴퓨팅 분야에서 중요한 진전입니다.

그들은 또한 오가노이드가 작동을 멈추기 전에 특이한 현상을 발견했습니다. 전기 신호가 종종 빠른 심장 박동처럼 폭발적으로 나타났다는 것입니다. 이를 완전히 설명할 수는 없지만, 이는 뉴런 클러스터가 이전보다 훨씬 더 복잡한 상호작용 상태에 도달했을 가능성을 시사합니다.

학습 컴퓨터를 만들기 위한 경쟁

FinalSpark는 생물학과 기술의 결합이라는 아이디어를 추구하는 유일한 회사가 아닙니다. 호주의 Cortical Labs는 인공 뉴런 집단을 훈련시켜 컴퓨터 게임 퐁(Pong)을 플레이하도록 했다고 발표했습니다.

미국에서는 존스홉킨스 대학의 연구진이 인간이 정보를 처리하는 방식을 배우기 위해 '미니 뇌'를 개발하고 있으며, 이를 통해 알츠하이머병이나 자폐증과 같은 신경계 질환을 치료할 길을 열고 있습니다.

존스홉킨스 대학에서 연구를 담당하고 있는 레나 스미르노바 박사는 바이오컴퓨터가 기존 칩을 완전히 대체하기 위한 것은 아니지만, 인간이 병리학을 시뮬레이션하고, 약물을 연구하고, 실험에 동물을 사용하는 것을 최소화하는 데 도움을 줄 것이라고 말했습니다.

전문가들은 '계산을 위한 두뇌 배양' 기술이 아직 초기 단계에 있다고 평가합니다.

하지만 그 잠재력은 엄청납니다. 언젠가 이 "시험관 속의 뇌"가 학습하고, 기억하고, 적응하는 컴퓨터 시스템의 기반이 될 수도 있습니다. 이는 이전에는 오직 인간만이 할 수 있었던 일입니다.

출처: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/phong-thi-nghiem-nuoi-nao-mini-de-van-hanh-may-tinh-20251008064509797.htm