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여러분, 안녕하세요! 오늘은 구글과 하버드 대학이 함께 발표한 놀라운 연구 결과에 관해 이야기해 보려고 해요.
10년 전, 하버드 대학의 분자 및 세포 생물학 교수인 제프 릭트만 박사는 그의 실험실에서 사람의 작은 뇌 샘플을 받았어요. 이 작은 샘플이 얼마나 큰 발견을 가져올지 아무도 예상하지 못했죠. 아래에서 이 놀라운 결과를 확인해보세요.
작은 샘플, 거대한 데이터
여러분, 쌀 한 톨보다 작은 1 세제곱 밀리미터의 뇌 조직이 57,000개의 세포와 230밀리미터의 혈관, 그리고 1억5천만 개의 시냅스를 포함하고 있다는 걸 알고 계셨나요?
릭트만 박사와 그의 팀은 이 작은 샘플을 분석하며 엄청난 양의 데이터를 수집하게 되었어요. 그 결과, 1,400 테라바이트의 데이터가 만들어졌죠. 이는 10억 권 이상의 책에 해당하는 양이예요. 정말 놀랍지 않나요?
방대한 데이터, 구글과의 협력
이 엄청난 데이터를 처리하기 위해 릭트만 박사는 구글과 협력하기로 결정했어요.
구글은 이미 2019년에 초파리 뇌의 디지털 지도를 발표한 경험이 있었고, 이 프로젝트에 필요한 컴퓨터 하드웨어를 보유하고 있었거든요. 그래서 그는 구글의 수석 연구 과학자인 비렌 자인과 연락을 취하게 되었어요.
릭트만 박사의 팀은 뇌 샘플을 다이아몬드 칼날로 매우 얇게 잘라낸 후, 전자 현미경으로 관찰할 수 있도록 무거운 금속으로 염색했어요. 이 과정에서 수천 장의 얇은 슬라이스를 얻었고, 이를 맞춤형 테이프로 픽업하여 일종의 필름 스트립을 만들었죠. 그 결과, 미세한 수준에서 뇌의 3차원 구조를 볼 수 있게 되었어요.
구글의 과학자들은 AI 기반의 처리 및 분석을 통해 각 이미지에 어떤 유형의 세포가 있는지, 그리고 이들이 어떻게 연결되어 있는지 식별했어요. 그 결과, 인간 뇌 구조의 가장 상세한 데이터셋이 만들어졌고, 이를 "Neuroglancer"라는 이름으로 온라인에 공개했어요. 동시에 이 연구는 과학 저널 'Science'에 발표되었죠.
뇌 이해의 새로운 길
이 프로젝트는 단순히 뇌의 구조를 시각적으로 보여주는 것 이상의 의미를 가지고 있어요. 릭트만 박사는 이 데이터를 통해 정상적인 뇌와 발달 장애나 정신 질환을 앓는 뇌의 차이를 이해할 수 있을 것으로 기대하고 있어요. 이는 우리가 아직 잘 알지 못하는 많은 의학적 문제를 해결하는 데 큰 도움이 될 거예요.
이제 연구팀은 쥐의 뇌 전체를 지도로 만드는 것을 목표로 하고 있어요. 이는 인간 뇌 샘플보다 500배에서 1,000배 더 많은 데이터가 필요할 것으로 예상돼요. 만약 성공한다면, 이는 신경과학 분야에서 획기적인 순간이 될 거예요.
릭트만 박사는 인간 전체 뇌를 지도로 만드는 것은 현재로서는 매우 어려운 일이라고 말했어요. 데이터양이 1제타바이트, 즉 인터넷 전체 트래픽과 맞먹는 양이 필요하기 때문이죠. 게다가 윤리적으로 완벽하게 보존된 인간 뇌를 확보하는 것도 어려운 문제예요.
전문가들의 반응
이 연구에 참여하지 않은 다른 분야의 연구자들도 이 연구에 대해 큰 기대를 표했어요. 남캘리포니아 대학의 마이클 비엔코프스키 교수는 "이 연구는 정말 놀라운 것이며, 이러한 데이터를 통해 배울 것이 매우 많다"고 말했어요. 또, 스탠퍼드 대학의 안드레아스 톨리아스 교수는 "이 연구는 인간 피질 구조를 고해상도로 재구성한 놀라운 기술적 연구"라고 평가했어요.
마지막으로 인디애나 대학의 신경과학자인 올라프 스포른스 교수는 "각 인간 뇌는 수십억 개의 신경 세포로 이루어진 거대한 네트워크"라며, "이 네트워크를 지도 제작하는 것은 뇌가 어떻게 작동하는지 이해하는 데 매우 중요하다"고 말했어요. 이 연구는 그러한 중요한 목표를 향해 새로운 지평을 열었으며, 탐구와 발견의 새로운 기회를 제공한다고 평가했어요.
여러분, 이처럼 구글과 하버드 대학의 협력으로 탄생한 인간 뇌 지도가 앞으로의 의학 및 과학 연구에 얼마나 큰 영향을 미칠지 정말 기대되지 않나요? 이 연구를 통해 우리는 뇌의 비밀을 조금 더 가까이 들여다볼 수 있게 되었어요. 앞으로도 더 많은 발견과 혁신이 이루어지길 기대해 봅니다.
