장기기억을 지원하는 인공해마 연구

인공해마 실험은 인간의 뇌, 특히 기억과 학습에 중요한 역할을 하는 해마(hippocampus)를 모방한 인공 시스템을 개발하고 이를 실험적으로 검증하는 연구이다. 

주요 내용

1. 목적:
   • 손상된 해마를 복원하거나 대체하여 기억 형성과 회복을 지원.
   • 알츠하이머병이나 뇌손상 등으로 인한 기억 상실 치료.
   • 인간-기계 인터페이스 개선.
2. 방식:
   • 뇌 신호 해독: 해마가 기억을 처리할 때 생성되는 전기적 신호를 분석.
   • 인공 뉴런 개발: 해마의 신경 세포(뉴런)를 모방한 인공 장치를 설계.
   • 이식 및 테스트: 동물 모델(주로 쥐나 원숭이)을 이용하여 해마를 대체하는 장치의 효과를 평가.
3. 대표적인 사례:
   • 2019년: 미국 USC의 시어도어 버거(Theodore W. Berger) 교수 연구팀이 해마의 신경 신호를 모방한 칩을 개발해 쥐와 원숭이 실험에서 기억 복원 성공.
   • 2021년 이후: 인간 대상 임상 실험 가능성을 모색 중이며, 신경 보철 장치로 발전 중.
4. 응용 가능성:
   • 알츠하이머 및 치매 환자 치료.
   • 뇌손상으로 인한 기억 장애 극복.
   • 미래 뇌-기계 연결 인터페이스 개발(예: 기억 증강 장치).

이 연구는 윤리적 문제와 기술적 한계를 극복해야 하지만, 미래 뇌과학과 의학의 핵심 분야로 주목받고 있다.

 

시어도어 버거 교수의 연구에서 인공해마칩을 쥐에 이식하여 학습 능력을 증가시킬 수 있으며 병렬 연결을 통해 더 많은 기억을 할 수 있음을 보여주었다. 또한 하나의 쥐에서 학습한 내용(음식이 있는 레버를 찾는 기억)을 칩에서 뽑아 다른 쥐의 칩에 넣은 결과 다른 쥐는 해당 학습을 하지 않았지만 그 내용을 알게 되었다.(음식이 있는 레버를 바로 찾아냄)

 

즉 해마의 기억을 증대시키고 통신을 통해 다른 개체로 전송이 가능하다는 것이다. 이러한 실험은 원숭이 실험에서도 비슷한 결과를 얻을 수 있었다.

 

미래에 여러 기억장애 환자에게 사용이 가능할 것으로 보이고 인공지능에서 기억을 저장하는 방식으로 사용할 수 있을 것으로 생각된다. 인공지능에서 기억저장용 칩이 될 수 있을 것 같다.