"생각만으로 기계 움직인다"…'인공시냅스'와 '신경세포' 연결 성공

계효린
2020.06.16 15:26 65 0

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스탠퍼드 연구진, 인공시냅스로 살아있는 신경 세포 신호받는 기술 개발
뇌와 기계 화학적 연결은 기초단계…뇌파 활용한 방법은 응용 개발 중
이번 연구에 참가한 알베르토 살레오(Alberto Salleo) 스탠퍼드 재료과학 및 공학과 교수(왼쪽)와 연구실 소속 대학원생인 스콧 킨(Scott Keene)이 인공 시냅스의 특성을 보고 있다. (스탠포드 뉴스 서비스 소속 엘. 에이. 시세로(L.A. Cicero) 제공) / 뉴스1
(서울=뉴스1) 김승준 기자 = '인공 시냅스' 기술은 인공 뇌와 같은 인공 신경계 제작, 생체 뇌와 기계 정보 교환의 기초가 된다. 해외 연구진이 인공 시냅스와 신경세포의 연결 및 신호전달을 구현하는 데 성공했다. 생각만으로 기계를 움직이는 뇌와 기계 상호작용 기술 진보로 평가된다.

미국과 이탈리아, 네덜란드의 국제 공동 연구진이 16일(한국시간) 살아있는 신경세포의 신호를 전달할 수 있는 인공 시냅스(synapse) 구현 실험에 성공했다고 발표했다.

뇌와 신경계를 이루는 신경세포(뉴런)들이 서로 만나 신호를 주고 받는 지점을 시냅스라고 부른다. 신경세포를 타고 온 전기신호는 신경세포 끝에서 신경전달 물질을 분비하게 만들고 이 물질이 다음 신경세포를 자극해 신호를 전달한다.

이들이 만든 인공 시냅스는 전해질 용액으로 채워진 도랑과 도랑 양 끝에 고분자 전극이 전해질 용액에 담긴 형태로 구성됐다. 전해질 용액은 신경세포 사이에서 신호가 전해지는 통로 역할을 한다.

연구진은 이번 실험을 위해 신경전달물질인 도파민을 방출하는 쥐의 신경 세포를 사용했다. 한쪽 전극에 살아있는 신경 세포를 올려두고 도파민을 분비하게 만든다. 그러면 도파민이 전극과 반응해 이온을 생성하고 그 이온이 전해질을 타고 이동해 다른 전극의 전기전도성을 바꾼다. 즉 살아있는 신경세포에서 나오는 화학적 신호를 전기적 신호로 변환해 전달한 것이다.

이번 연구에 참여한 스탠퍼드 대학 알베르토 살레오 교수 연구진은 2017년 뇌의 신경을 모방한 인공 시냅스를 만들었고 2019년에는 인공 시냅스를 서로 연결해 뇌의 신경 작용을 모방할 수 있다는 것을 보였다. 이번 연구는 그 연장선 위에서 살아있는 세포와 인공시냅스의 연결 가능성을 증명했다.

살레오 교수는 "이번 연구의 특징은 살아있는 (신경) 세포와 상호작용하는 재료를 만든 것"이라며 "뇌와 기계 상호작용(Brain Machine Interface)의 아주 작은 첫걸음"이라고 밝혔다.

뇌·기계 상호작용은 뇌와 기계가 정보를 주고 받을 수 있게 만드는 기술이다. 생각만으로 기계를 움직이는 기술이 여기에 해당한다. 지금까지의 기술은 뇌의 전기적 활동의 결과물인 '뇌파'와 같은 전기적 신호를 중심으로 발달해 왔다. 이번 연구 결과는 신경세포의 화학 신호를 전기적으로 바뀌어내는 소재를 찾았다는 데 의미가 있다. 이 결과를 응용하기 위해서는 작동 과정 연구 및 다른 신경물질 반응 실험, 생체 환경 적용 시험 등 추가 연구가 필요하다.

이 연구는 스탠퍼드 대학 전자 재료 공학 연구소의 알베르토 살레오(Alberto Salleo) 연구진과 이탈리아 기술연구소(IIT)의 프란세스카 산토로(Francesca Santoro), 네덜란드 아인트호벤 기술 대학의 요어리 반데 데 벌트(Yoeri van de Burgt) 연구진이 함께했으며 연구 결과는 네이처 머티리얼즈(Nature Materials)에 게재됐다.

© News1 DB
이번에 발표된 결과는 신경 세포의 화학적 신호 전달을 인공적으로 만든 기초 단계 연구다. 반면 뇌 컴퓨터 연결분야에서는 뇌의 전기적 신호인 뇌파를 이용하는 방식이 상당한 진척을 이룬 상태다. 뇌파를 치료에 이용하는 연구는 주로 뇌전증이나 뇌의 기능 이상을 고치기 위해 이뤄졌다. 신체 절단이나 마비 환자가 몸에 장착한 보조기구를 생각으로 조종할 수 있는 기술을 개발하는 목적으로 쓰이기도 한다. 현재에는 치료·재활 목적 외의 두뇌와 기계를 연결하는 수단으로도 주목받고 있다.

뇌의 전기 신호를 읽는 방법을 크게 나누면 머리나 신체 외부에서 전극을 부착하는 비침습적 방법과 전극을 뇌에 장착해 신호를 읽어내는 침습적 방법, 두개골과 뇌 사이에 장치를 넣어 신호를 읽어내는 부분 침습적 방법이 있다. 침습적 방법은 신체 거부반응과 뇌에 미칠 잠재적 위험이라는 기술적 어려움이 있고 비침습적 방법은 세밀한 뇌파 신호와 잡신호를 구분해내야 한다.

일론 머스크가 설립한 뉴럴링크(Neuralink)는 인체에 전자 장치를 이식하는 방법으로 접근하고 있다. 쥐와 원숭이를 대상으로 전극 이식을 통한 컴퓨터 연결 실험부터 부작용이 적은 인체 이식 기술 개발까지 기술을 발전시키고 있다. 뉴럴링크는 뇌파 인식을 위한 유연한 전선을 재봉틀 비슷한 기계를 이용해 두뇌에 이식시키고 뇌에서 나오는 생체 신호를 귀에 이식된 분석 장치로 모은다는 구상을 가지고 있다. 뉴럴링크가 지난해 7월 2020년 인간 대상 실험을 발표한데 이어 일론 머스크는 2월에는 자신의 트위터를 통해 뉴럴링크가 이르면 2020년 내에 인간을 대상으로 한 이식에 들어간다고 밝힌 바 있다.

페이스북은 2017년 개발자 콘퍼런스에서 뇌파로 단어를 입력하게 만드는 장치에 대한 구상을 발표하고 연구·개발에 투자를 이어오고 있다. 지난해에는 비침습적 신경 신호 인식 플랫폼을 개발하는 컨트롤 랩스(CTRL-Labs)라는 스타트업을 인수하기도 했다. 이 기업은 팔에 입는 장치를 통해 신경 신호 등을 읽어 기초적인 컴퓨터 조작에 응용하는데 성공했다.

seungjun241@news1.kr

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[머니투데이 마아라 기자] /사진='놀면뭐하니' 공식 인스타그램, 그룹 블랙핑크 제니 인스타그램린다G로 변신한 가수 이효리가 '텐미닛' 시절을 떠올리게 하는 배꼽티 패션을 선보였다. 1990년~2000년대 유행한 복고 패션이 다시 유행 중인만큼 촌스럽지 않고 오히려 트렌디한 모습에 팬들이 열광 중이다.

이효리뿐 아니라 그룹 블랙핑크, 레드벨벳 등 아이돌 멤버들 역시 최근 배꼽티 '크롭탑'을 즐겨 입는 모습이다. 티셔츠는 물론 블라우스, 니트, 카디건까지 모두 배꼽이 드러날 정도의 짧은 길이다.

재유행 중인 크롭탑 외에도 올여름 스타들의 사랑을 받고 있는 패션 아이템은 무엇이 있을까. 아이돌은 물론 배우들까지 일상 패션으로 선보인 트렌디 패션템을 소개한다.



◇배꼽티의 재유행 '크롭탑' 스타일링



배우 이주연, 그룹 소녀시대 태연, 레드벨벳 조이 /사진=인스타그램크롭탑은 길이가 짧아 상체가 짧아 보여 몸매 비율을 보정한다. 이때 하의를 로우라이즈로 고르면 드러난 허리가 자칫 길어 보여 비율을 망칠 수 있다.

골반 라인보다 위로 올라오는 하이웨이스트 하의를 고르면 다리가 길어 보이는 효과가 있다. 특히 키가 작은 편이라면 크롭탑에 하이웨이스트 하의로 모델 못지않은 비율을 연출해보자.

크롭탑에는 청바지나 면바지는 물론 스커트나 조거 팬츠도 잘 어울린다. 이때 스커트 역시 하이웨이스트 디자인으로 고른다.

/사진=그룹 AOA 설현, 레드벨벳 조이 인스타그램그룹 레드벨벳의 조이는 카디건의 아랫단추를 풀어 크롭탑으로 연출하고 체크무늬 미니스커트를 매치했다.

AOA의 설현은 흰색 티셔츠를 브라탑처럼 짧게 연출하고 데님 재킷과 회색 스웨트 팬츠(트레이닝 팬츠)를 착용했다. 팬츠의 허리선을 배꼽이 살짝 가려질 정도로 위로 올려 다리를 길어 보이게 스타일링했다.


◇'머스트 해브' 루즈한 셔츠-화이트 셔츠


/사진=그룹 블랙핑크 지수, 가수 선미, 아이비 인스타그램어깨선이 딱 맞고 슬림한 셔츠보다 이번 시즌엔 한두 사이즈 크게 입은 듯 루즈한 디자인이 인기다.

루즈한 셔츠에는 타이트하거나 짧은 하의를 매치하면 부하게 보이지 않게 연출할 수 있다. 그룹 블랙핑크의 지수처럼 루즈한 셔츠에 바이커 팬츠를 매치해보자. 여기에 끈이 짧은 숄더백이나 클러치를 들면 원마일웨어로 손색없다.

가수 선미는 하이웨이스트 미니스커트를 입었다. 상체의 라인을 감추고 다리는 드러내 상체보다 하체에 자신이 있는 체형이 연출하기 좋다.

평소에는 물론 오피스웨어로도 입기 좋은 셔츠를 찾는다면 화사하고 단정한 흰색 셔츠를 입어보자. 셔츠 윗단추가 재킷의 칼라처럼 디자인된 것을 고르면 재킷이 없어도 단정하게 보인다.



◇플레어 원피스+샌들 조합 추천


/사진=그룹 AOA 설현, 레드벨벳 조이 인스타그램봄여름이면 더욱 사랑받는 원피스. 스타들은 올여름 원피스로 퍼프소매의 플레어 원피스를 선택했다.

디즈니 공주를 연상케 하는 봉긋한 퍼프소매와 풍성한 스커트 자락이 돋보이는 원피스에는 스포티한 샌들을 매치해 과한 사랑스러움을 덜어보자.

설현과 조이는 퍼프소매 원피스에 검정 스포티 샌들을 신었다. 그룹 여자친구의 엄지처럼 흰색 샌들을 선택하면 더욱 화사한 느낌을 낸다.

발가락이 보이는 샌들이 부담스럽다면 가벼운 소재감의 컨버스화도 좋다. 레이스업과 컬러 배색이 경쾌한 느낌을 더한다. 컨버스 뒤축을 잘라낸 듯한 디자인의 뮬을 신으면 더욱 캐주얼한 분위기를 낸다./사진=그룹 여자친구 엄지, 가수 아이비 인스타그램

마아라 기자 aradazz@

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