연구자들, “오르가노이드 인텔리전스”와 “바이오컴퓨터” 계획 공유

존스 홉킨스 대학교 연구자들은 “오르가노이드 인텔리전스” 계획을 공유했습니다. 연구 팀은 인간 뇌 세포로 구동되는 “바이오컴퓨터”를 만들고 있으며, 이는 현대 컴퓨팅의 능력을 기하급수적으로 확장하고 새로운 연구 분야를 창조할 수 있을 것으로 믿고 있습니다.

이 연구는 Frontiers in Science 저널에 발표되었습니다.

바이오컴퓨팅의 부상

토마스 하르퉁은 존스 홉킨스 블룸버그 공중보건학교와 휘팅 공학대학의 환경 건강 과학 교수입니다. 그는 이 프로젝트를 주도하고 있습니다.

“컴퓨팅과 인공 지능은 기술 혁명을 주도해 왔지만 현재 기술적 한계에 도달하고 있습니다,”라고 하르퉁은 말했다. “바이오컴퓨팅은 컴퓨팅 능력을 집약하고 효율성을 높여 현재의 기술적 한계를 넘어서는巨大한 노력입니다.”

거의 2 thập kỷ 동안, 연구자들은 작은 오르가노이드, 즉 완전히 자란 기관과 유사한 실험실에서 자란 조직을 사용하여 신장, 폐, 그리고 다른 기관에 대한 실험을 인간이나 동물 실험에 의존하지 않고 수행해 왔습니다. 하르퉁과 존스 홉킨스 대학교의 동료들은 최근에 뇌 오르가노이드, 즉 뉴런과 다른 기능을 포함하는 작은 구형체를 사용하여 기본적인 기능을 유지할 수 있는 뇌 오르가노이드를 만들었습니다.

“이것은 인간 뇌가 어떻게 작동하는지에 대한 연구를 열어줍니다,”라고 하르퉁은 말했다. “왜냐하면 bạn可以 조작할 수 있고, 인간 뇌에서 할 수 없는 일을 할 수 있기 때문입니다.”

하르퉁은 2012년부터 인간 피부 샘플에서 재프로그래밍된 배아幹細胞과 유사한 상태의 세포를 사용하여 뇌 세포를 자라게 하고 기능적인 오르가노이드로 조립하기 시작했습니다. 각 오르가노이드에는 약 50,000개의 세포가 포함되어 있으며, 이는 과일 파리의 신경계와 비슷한 크기입니다. 그는 이제 이러한 뇌 오르가노이드를 사용하여 미래적인 컴퓨터를 구축하는 것을 상상합니다.

토마스 하르퉁의 연구실에서 제작된 뇌 오르가노이드의 확대된 이미지, 뉴런은 자줏빛, 세포 핵은 파란색, 다른 지원 세포는 빨간색과 녹색으로 표시됨. 이미지: 제시 플로트킨/존스 홉킨스 대학교

뇌 오르가노이드로 구축된 미래적인 컴퓨터

하르퉁에 따르면, 이러한 “생물학적 하드웨어”로 구동되는 컴퓨터는 점점 더 지속 불가능해지는 초고성능 컴퓨팅의 에너지 소비需求을 완화할 수 있습니다. 컴퓨터는 숫자와 데이터를 처리하는 계산에서 인간보다 빠르지만, 뇌는 복잡한 논리적 결정을 내리는 데 훨씬 더 똑똑합니다. 예를 들어, 개와 고양이를 구분하는 것입니다.

“목표를 달성하기까지 수십 년이 걸릴 수 있지만, 이를 위한 자금 지원 프로그램을 만들지 않으면 훨씬 더 어려워질 것입니다,”라고 하르퉁은 말했다.

오르가노이드 인텔리전스는 또한 신경 발달 장애와 신경 퇴행성 질환에 대한 약물 테스트 연구를 혁신할 수 있습니다.

레나 스미르노바는 존스 홉킨스 대학교의 환경 건강 및 공학 조교수이며, 이 연구를 공동으로 주도하고 있습니다.

“우리는 정상적으로 발달된 기증자로부터의 뇌 오르가노이드와 자폐증이 있는 기증자로부터의 뇌 오르가노이드를 비교하고 싶습니다,”라고 레나 스미르노바는 말했다. “우리가 생물학적 컴퓨팅을 위한 도구를 개발하는 것은, 자폐증에 특이적인 신경 네트워크의 변화를 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 동물이나 환자를 사용하지 않고, 이러한 인지 장애와 손상의根本적인 메커니즘을 이해할 수 있습니다.”

오르가노이드 인텔리전스를 사용하는 데 따른 윤리적 영향에 대한 평가를 위해, 과학자, 생물윤리학자, 그리고 대중의 다양한 컨소시엄이 팀 내에 포함되었습니다.