식욕·감정도 억제 - 세계 최초 자기장으로 뇌 회로 자유자재 조절

세계 최초 뇌 회로 자유자재 조절, 나노-MIND 기술 개발

IBS 연구팀, 자기장으로 감정·식욕 조절 성공
자기장으로 뇌 회로 제어, 차세대 뇌과학 기술 선도
나노-MIND 기술로 뇌신경질환 치료 혁신 기대
뇌-컴퓨터 인터페이스 시대, 나노-MIND로 앞당기다

An Introduction
국내 연구팀이 자기장을 이용해 동물의 뇌 회로를 정밀하게 제어하는 데 성공하여, 감정과 식욕을 자유자재로 조절할 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술은 고차원적인 뇌 기능과 뇌 질환의 원리를 규명하고, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술 발전에 기여할 것으로 기대된다.

The Main Discourse
Story Cut 1: 나노-MIND 기술의 개발 배경
기초과학연구원(IBS)의 천진우 나노의학연구단 단장과 연구팀은 자기장을 이용해 특정 뇌 회로를 정밀하게 제어할 수 있는 나노-MIND(Magnetogenetic Interface for NeuroDynamics) 기술을 개발했다. 이 기술은 자기장의 생체 투과율과 안전성을 이용해 특정 뉴런과 뇌 회로를 선택적으로 제어하는 원리를 기반으로 한다.

Story Cut 2: 쥐 실험에서의 성공
연구팀은 쥐를 대상으로 한 실험에서 나노-MIND 기술을 사용하여 특정 뇌 회로를 활성화하는 데 성공했다. 예를 들어, 모성애를 담당하는 전시각중추 뇌 회로를 활성화하자 어미 쥐가 아닌 쥐도 어린 쥐를 돌보는 행동을 보였다. 또한, 외측 시상하부의 동기부여 뇌 회로를 활성화하자 쥐의 식욕과 섭식 행동이 증가하는 등 고차원적 뇌 기능 조절에 성공했다.

Story Cut 3: 나노-MIND 기술의 원리와 응용 가능성
나노-MIND 기술은 자성을 띠는 나노 입자를 이용해 뇌 회로에 나노-자기수용체를 생성시키고, 자기장 자극을 통해 뇌 회로를 시공간적으로 제어하는 원리를 가지고 있다. 이 기술은 뇌 기능과 뇌 질환의 원리를 규명하는 데 중요한 도구가 될 뿐만 아니라, BCI 기술과 인공신경망 연구, 뇌신경질환 치료법 개발 등에도 광범위하게 응용될 수 있다.

Story Cut 4: 연구 결과와 발표
연구 결과는 국제학술지 '네이처 나노테크놀로지'에 2024년 7월 3일 공개되었으며, 이번 연구는 세계 최초로 자기장을 이용해 특정 뇌 회로를 자유자재로 조절한 사례로 평가받고 있다. 연구팀은 나노-MIND 기술이 뇌과학의 차세대 플랫폼 기술로 자리 잡을 것으로 기대하고 있다.

Story Cut 5: 나노-MIND 기술의 미래 전망
천진우 단장은 나노-MIND 기술이 다양한 뇌 회로에 적용 가능하며, 뇌의 고차원적 기능을 양방향으로 조절할 수 있는 혁신적인 기술이라고 설명했다. 이 기술은 뇌과학 연구뿐만 아니라 뇌신경질환 치료, 인공신경망 및 양방향 BCI 기술 등 다양한 분야에서 혁신적인 발전을 이끌어낼 것으로 전망된다.

Critical Analysis by Professor Bion
▌TocTalk Essay: 나노-MIND 기술의 혁신성과 뇌과학의 미래
● IBS 연구팀이 자기장을 이용해 동물의 뇌 회로를 정밀하게 제어하는 나노-MIND 기술을 개발하여 감정과 식욕을 조절하는 데 성공했다.
● 나노-MIND 기술은 자성을 띠는 나노 입자를 이용해 특정 뇌 회로를 선택적으로 제어하며, 다양한 뇌 기능 연구와 뇌 질환 치료에 혁신적인 도구가 될 것이다.
● 연구 결과는 국제학술지 '네이처 나노테크놀로지'에 발표되었으며, 나노-MIND 기술은 BCI 기술 발전에도 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
● 나노-MIND 기술은 뇌 기능 연구, 뇌 질환 치료, 인공신경망 연구, 양방향 BCI 기술 개발 등 다양한 분야에서 응용 가능성이 크다.
● 자기장의 안전성과 생체 적합성을 활용한 나노-MIND 기술은 비침습적인 방식으로 뇌 기능을 조절할 수 있는 장점을 가지고 있다.

2024년 7월 4일, 기초과학연구원(IBS)의 연구팀이 자기장을 이용해 동물의 뇌 회로를 정밀하게 제어하는 나노-MIND(Magnetogenetic Interface for NeuroDynamics) 기술을 개발한 소식이 전해졌다. 이 기술은 감정, 식욕, 사회성 등 고차원적인 뇌 기능을 자유자재로 조절할 수 있는 혁신적인 기술로, 뇌과학의 미래를 여는 중요한 전환점이 될 것으로 기대된다. 이번 에세이는 나노-MIND 기술의 혁신성과 그로 인해 예상되는 뇌과학의 미래에 대해 논의하고자 한다.

첫째, 나노-MIND 기술의 개발은 뇌 기능과 뇌 질환 연구에 큰 획을 긋는 성과다. 인간의 뇌는 약 1000억 개 이상의 뉴런과 수많은 뇌 회로로 이루어져 있으며, 특정 뇌 회로를 제어하는 기술은 뇌 기능과 뇌 질환의 원리를 규명하는 데 필수적이다. 나노-MIND 기술은 자성을 띠는 나노 입자를 이용해 특정 뇌 회로를 선택적으로 제어할 수 있는 능력을 갖추고 있어, 다양한 뇌 기능 연구와 뇌 질환 치료에 혁신적인 도구가 될 것이다.

둘째, 나노-MIND 기술은 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술 발전에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 일론 머스크가 이끄는 '뉴럴링크'처럼 생각만으로 전자기기 등을 제어하는 BCI 기술은 미래의 컴퓨팅 환경을 변화시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 나노-MIND 기술은 뇌의 특정 회로를 정밀하게 제어함으로써, 더욱 정교하고 신뢰성 있는 BCI 기술 개발에 기여할 수 있을 것이다.

셋째, 나노-MIND 기술의 응용 가능성은 매우 광범위하다. 연구팀은 이번 기술을 통해 쥐의 모성애와 식욕을 조절하는 데 성공했으며, 이는 다양한 뇌 회로에 적용할 수 있는 가능성을 보여준다. 나노-MIND 기술은 뇌 기능 연구와 뇌 질환 치료뿐만 아니라 인공신경망 연구, 양방향 BCI 기술 개발 등 여러 분야에서 혁신적인 발전을 이끌어낼 것으로 전망된다.

넷째, 나노-MIND 기술의 안전성과 생체 적합성은 매우 중요한 요소다. 자기장은 생체 투과율과 안전성이 뛰어나며, 이미 MRI 등의 의료 진단 장비에서 널리 사용되고 있다. 나노-MIND 기술은 이러한 자기장의 특성을 활용하여 뇌 회로를 제어하기 때문에, 안전하고 비침습적인 방식으로 뇌 기능을 조절할 수 있다는 장점이 있다.

결론적으로, 나노-MIND 기술의 개발은 뇌과학 연구와 뇌 질환 치료, BCI 기술 발전에 중요한 전환점을 마련했다. 이 기술은 고차원적인 뇌 기능을 자유자재로 조절할 수 있는 능력을 가지고 있어, 다양한 뇌 회로 연구와 응용에 혁신적인 기여를 할 것으로 기대된다. 앞으로 나노-MIND 기술이 뇌과학의 차세대 플랫폼 기술로 자리 잡고, 인간의 뇌 기능과 뇌 질환을 이해하고 치료하는 데 중요한 역할을 할 수 있기를 기대해본다.