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AI넷

[뉴럴링크, BCI.Neuralink 경쟁사의 바이오하이브리드] 임플란트가 살아있는 뉴런으로 뇌에 연결

윤소정 | 기사입력 2024/12/21 [10:21]

[뉴럴링크, BCI.Neuralink 경쟁사의 바이오하이브리드] 임플란트가 살아있는 뉴런으로 뇌에 연결

윤소정 | 입력 : 2024/12/21 [10:21]

 

 

.Neuralink 경쟁사의 바이오하이브리드] 임플란트가 살아있는 뉴런으로 뇌에 연결

 

 

뇌 임플란트는 최근 몇 년 동안 극적으로 발전했지만 여전히 침습적이고 신뢰할 수 없습니다. 살아있는 뉴런을 사용하여 연결을 형성하는 새로운 종류의 뇌-기계 인터페이스가 미래가 될 수 있습니다.

최근 Neuralink와 같은 회사는 두뇌를 컴퓨터에 연결하여 무엇을 달성할 수 있는지에 대한 화려한 데모를 제공했지만, 이 기술은 여전히 ​​광범위한 사용을 막는 심각한 한계가 있습니다.

뇌파도(EEG)와 같은 비침습적 접근법은 신경 신호에 대한 거친 판독만 제공하여 기능을 제한합니다. 뇌에 전극을 직접 이식하면 훨씬 더 명확한 연결을 제공할 수 있지만, 이러한 위험한 의료 시술은 가장 심각한 질환을 제외한 모든 질환에 대해 정당화하기 어렵습니다.

캘리포니아에 있는 스타트업 Science Corporation은 살아있는 뉴런을 사용하여 뇌에 연결하는 임플란트가 안전성과 정밀성을 더 잘 균형 잡을 수 있다고 생각합니다. bioarXiv에 게시된 최근의 비평가 검토 연구 에서 이 그룹은 프로토타입 장치가 생쥐의 뇌에 연결될 수 있고 심지어 간단한 빛 신호를 감지할 수 있음을 보여주었습니다.

Science Corporation의 생물학 책임자인 Alan Mardinly는 New Scientist 에 "바이오 하이브리드 임플란트의 주요 장점은 얼마나 많은 뉴런과 연결할 수 있는지와 뇌에 얼마나 많은 손상을 입힐 수 있는지에 대한 스케일링 법칙을 극적으로 바꿀 수 있다는 것입니다." 라고 말했습니다 .

이 회사의 CEO인 맥스 호닥은 전직 뉴럴링크 사장이며, 그의 회사는 또한 일부 환자의 시력을 회복 할 수 있는 보다 전통적인 전자 장치를 사용하는 망막 임플란트를 생산합니다 . 하지만 이 회사는 소위 "바이오하이브리드" 접근 방식을 실험해 왔으며, 호닥은 이것이 뇌-기계 인터페이스에 대한 보다 실행 가능한 장기적 솔루션을 제공할 수 있다고 생각합니다.

"뇌에 무엇이든 넣으면 불가피하게 어느 정도의 뇌 조직이 파괴됩니다." 그는 최근 블로그 게시물 에 이렇게 적었습니다 . "심각한 부상을 입었고 그 수천 개의 뉴런이 많은 가치를 창출한다면 1,000개에서 10,000개의 세포를 파괴하여 기록하는 것은 완벽하게 정당화될 수 있지만, 스케일링 특성으로는 정말 아픕니다."

대신, 이 회사는 100,000개가 넘는 "마이크로웰"을 특징으로 하는 실리콘으로 만든 벌집 모양의 구조를 개발했습니다. 마이크로웰은 약 15마이크로미터 깊이의 원통형 구멍입니다. 개별 뉴런은 이러한 마이크로웰 각각에 삽입되고, 그런 다음 어레이를 수술적으로 뇌 표면에 이식할 수 있습니다.

이 아이디어는 신경 세포가 이식체에 수용된 상태에서 축삭(세포체로부터 신경 신호를 전달하는 긴 가닥)과 수상돌기(다른 세포와 시냅스를 형성하는 가지 모양의 구조)가 자유롭게 숙주의 뇌 세포와 통합될 수 있다는 것입니다.

이 아이디어가 실제로 효과가 있는지 보기 위해 그들은 유전적으로 변형된 뉴런을 사용하여 쥐에 장치를 설치했습니다. 이식 3주 후, 그들은 쥐가 장치에 빛이 비칠 때마다 반응하도록 훈련시키는 일련의 실험을 수행했습니다. 쥐는 이런 일이 일어나는 것을 감지할 수 있었는데, 이는 빛에 민감한 뉴런이 원래의 뇌 세포와 합쳐졌다는 것을 암시합니다.

아직 초기 단계이기는 하지만 이 접근법은 상당한 이점이 있습니다. 전극보다 훨씬 더 많은 뉴런을 밀리미터 크기의 칩에 집어넣을 수 있으며, 각 뉴런은 많은 연결을 형성할 수 있습니다. 즉, 바이오 하이브리드 장치의 잠재적 대역폭은 기존 신경 임플란트보다 훨씬 더 클 수 있습니다. 또한 이 접근법은 환자의 뇌에 훨씬 덜 해롭습니다.

그러나 이런 종류의 장치의 수명은 문제가 될 수 있습니다. 21일 후에는 뉴런의 50%만이 살아남았습니다. 그리고 회사는 뉴런이 환자에게 부정적인 면역 반응을 유발하지 않도록 하는 방법을 찾아야 합니다.

하지만 이 접근 방식이 효과적이라면 인간과 기계를 통합하는 우아하고 잠재적으로 안전한 방법이 될 수 있습니다.

이미지 출처: Science Corporation

 
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