유럽 휴먼 브레인 프로젝트 근황(개꿀정보)

뇌 스캔 기술은 매우 발전하는 동시에 우리를 매우 불안하게 한다. 

(Brain Scanning Just Got Very Good—and Very Unsettling)

By Megan Scudellari

Posted 21 Jun 2016 | 18:00 GMT

(사진출처 - 하버드대학교)

7년 전, 미국 국립보건원(NIH)은 뇌의 모든 연결들의 지도를 작성하겠다고 발표했다. 2010년에는 인간 커넥톰 프로젝트 (HCP)가 탄생했다. 인간 뇌의 구조적 및 기능적 연결들에 관한 고해상도 데이터를 획득하고 공유하는데 목적을 둔 두개의 공동 컨소시엄에 4천만 달러의 자금이 투자되었다. 연구자들은 이전까지 시도조차 되지 않았던 규모로 우리들을 인간으로 만드는 신경 경로들과 그 경로들이 어떻게 변화하면 우리를 아프게 만드는지 밝혀내려고 노력했다.

어제, 메릴랜드에 위치한 국립 생명공학정보센터에서 열린 심포지엄에서 HCP의 최고 연구원들(Top researchers)이 프로젝트의 성과와 앞으로의 방향성에 대한 정보를 제공하려고 왔다. 지금까지 컨소시엄은 수 백개의 개인 뇌-스캐닝 데이터를 발표했고 그 데이터들은 140개 이상의 과학 출판물에 사용되어왔다. 아마도 더욱 중요한 것은, 전례없는 자기공명(MR)하드웨어를 포함해 인상적인 신기술들이 노력을 통해 탄생하였다는 점이다. 이러한 전기장치(Gadgets)중에는 고성능 스캐너와 사용자에게 최적화된 헤드 코일(아래 사진 참조)도 있다. 게다가, 페타 바이트 크기로 발생하는 뉴로게이밍(neurogaming, 역자주 - 컨트롤러 대신 뇌파 또는 뇌-컴퓨터 인터페이스등을 이용해 가상의 캐릭터를 움직이고 조종해 컴퓨터 게임등을  하는 것을 뜻한다. ex) EEG컨트롤러. 미국에선 매년 뉴로게이밍 컨퍼런스가 열린다. 나노봇 대신 컴퓨터를 매개로 가상체험을 즐긴다는 점에서 완전몰입형 가상현실의 원시적 단계라고 할 수 있다.)데이터들을 분석하고 시각화, 공유해주는 소프트웨어의 군단들(legions)이 존재한다. (역자주 - 여기서 말하는게 아마 '미래가x다'가 언급했던 맵리듀스, 하둡 등의 빅데이터 처리용 소프트웨어를 뜻 하는게 아닌가 싶다.)

(이게 바로 헤드 코일이라고 한다. 너희들의 이해를 조금이라도 더 돕고자 사진을 첨부해봤다 ^오^)

HCP 프로젝트는 또한 한 개인의 뇌 활동이 지문만큼이나 독특하고 99퍼센트의 정확도로 인간들을 구별하는데 쓰인다는 내용의 영화 '마이너리티 리포트'처럼 브레인 스캐닝 기술을 발전시켜왔다. 또한, HCP는 연구자들이 뇌 스캔을 통해 피험자가 지능이나 기억력 테스트 혹은 읽기 과제에서 어느 만큼의 성과를 보일 것인지 예측을 가능하게 한다. 심포지엄에 참석했던 국립 생명의학이미지&생명공학 연구소의 소장, Roderic Pettigrew는 소개말에서 "이것은 약간 무섭습니다."라고 말했다.

세인트루이스의 워싱턴 대학과 미네소타대학이 공동작업한 하나의 컨소시엄은 이제 건강한 성인 1200명의 뇌를 스캔하는데 완료했다. 이번 주에 그들은 전 세계에 있는 모든 신경과학자들이 무료로 이용할 수 있도록 인터넷에 그들의 최신 데이터를 업로드했다. 프로젝트의 리더인 워싱턴 대학교의 David Van Essen은 지금까지 5600명 이상의 조사자들이 (그들의) 공공 데이터베이스를 이용했다고 말했다.

그들은 9.5 페타 바이트의 이미지 데이터에 접근하고 다운로드 받을 수 있다. 데이터 세트는 휴식을 하거나 업무를 수행하는 사람들의 뇌 활동을 스캔한 데이터 세트를 포함하고 있다. 뿐만 아니라 그것은 두뇌피질의 주름 형성과 그 크기, 뇌의 백질을 통과하는 단구간 및 장거리 신경섬유의 경로들 등에 관한 정보를 구조적으로 스캔한 이미지를 포함하고 있다.

데이터를 수집하기위해, HCP 팀은 3가지 부분의 뇌를 각각 스캔하는 대신 동시에 스캐닝하는 "멀티밴드" 접근("Multiband" approach)을 개발해냈다. 이 방법은 방사선학자들에게 기존의 전통적 MRI 기계를 이용하는 것보다 8배 높은 해상도의 고해상도 이미지를 얻게 해준다. 심포지엄에서 Van Essen은 "저 기술이 우리에게 더 높은 퀄리티와 더 많은 양의 데이터를 제공한다"고 말했다.

또 다른 컨소시움의 프로젝트 리더인 매사추세츠 종합병원의 Bruce Rosen은 "동일한 기술이 현재 병원에서 기존의 이미지들에 사용될 수 있습니다"라고 덧붙였다. "이 기술은 우리가 임상치료를 하는데 있어 지난 10년간 있었던 틀에 박힌 MR연구로서 MR이미지의 그 어떤 발전보다 깊은 영향을 미칠 것입니다"

매사추세츠 종합병원과 로스앤젤레스의 캘리포니아 대학 간의 협력 팀인 Rosen의 그룹은 “커넥톰”이라고 불리는 맞춤형 MRI 스캐너를 구축했다. 매사추세츠 종합병원에 있는 이 기계는 강력한 자기장을 이용해 뇌의 백질 속에 있는 수분의 움직임을 추적한다. 이 발산형 MRI는 기존의 MRI보다 10배 더 자세한 수준의 디테일로 작업 속도까지 더욱 더 빠르게 뇌 속의 네트워크를 시각화할 수 있다. 기존의 MRI로는 뇌 속의 고해상도 이미지를 얻는 것은 24시간이 걸렸었다. Rosen은 ‘이젠 1시간미만의 시간이 소요된다’고 말했다. 이 정도의 속도와 해상도를 얻기위해 이 기계는 22메가와트의 전력을 소비한다. - 이것은 핵잠수함의 추진력과 같은 힘이다. “그 기계는 조밀한 공간 안에 들어있는 엄청난 유수량과 수많은 냉각수입니다”라고 Rosen은 말했다.

(커넥톰이라고 불리는 신형 MRI. 핵잠수함의 추진력과 맞먹는 전력이 가동에 필요하다고 한다.)

지금 프로젝트는 의도적으로 건강한 중년의 성인으로부터 기준 데이터를 얻고 있다. 이젠 다른 종류의 뇌와 연결성의 차이를 살펴볼 차례다. 연구의 다음단계는 인간 질병의 다양한 형태들을 드러내는 환자들의 뇌의 연결성과 유아기부터 노년기까지 인간의 수명에 걸친 뇌의 연결성을 조사하는 것이다. 예를들어, 스탠포드 대학의 연구팀은 트라우마로 인한 혼수상태에 빠진 환자가 개선될 경우 그것을 어떻게 예측할 수 있는지 조사하기 위해 HCP 기술을 이용하고 있다. 매사추세츠 종합병원에선 방사선 학자들이 다발성 경화증에 걸린 환자들의 뇌 병변의 미세구조를 보기위해 커넥톰 스캐너를 사용 중이다.

“HCP는 우리가 아직 취약한 불치병과 인상적으로 작동하는 인간의 뇌를 이해하는데 도움이 될 것입니다.” Rosen이 말했다. “이것은 만약 1000년(millenium)이 아니라면 앞으로 100년(century)간의 거대 과제가 될 것입니다. (역자주 - 밀레니엄(millenium) 즉, 1000년이라는 긴 시간을 뜻하는 단어를 써야할지 고민하다가 100년을 뜻하는 세기(century)라는 표현을 쓴다는 언어유희. 그만큼 많은 시간이 필요하다는 뜻 같다. 근데 이분은 기하급수적 발전을 아직 모르시는 분인듯 ^오^)

2016/06/21

기사 원문 : http://spectrum.ieee.org/the-human-os/biomedical/imaging/brain-scanning-just-got-very-good-and-very-unsettling

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나도 HBP에서 뉴로게이밍에 관심을 가지고 있는줄은 몰랐는데 오늘 좋은 정보 습득함

2014년 뉴로게이밍 컨퍼런스 기사 : http://www.ciokorea.com/slideshow/20987?slide=10

2016년 뉴로게이밍 컨퍼런스 기사 : (영어) http://www.businesswire.com/news/home/20160411005362/en/Experiential-Technology-NeuroGaming-Conference-Expo-Returns-San