브레인 이니셔티브(BRAIN Initiative)란?

2000년대 초반, 휴먼 게놈게놈 프로젝트(Human Genome Project, HGP)의 완성으로 과학자는 인간과 침팬지 간의 유전자 서열의 차이가 약 1%에 불과하다는 사실을 밝혀냈습니다. 또한, 휴먼 게놈 프로젝트를 통해 밝혀진 유전자 정보를 바탕으로 개인의 유전적 특성에 맞춘 맞춤형 의료를 구현하려는 시도를 하고 있습니다. 인간의 유전자서열정보가 밝혀진 현재 시점에 과학의 마지막 미개척 영역으로 남아 있는 것은 바로 인간의 두뇌에 관한 사항입니다. 두뇌의 작동 메커니즘을 알게 되면 치매 등 뇌 질환의 치료는 물론 인지기능향상, 뇌의 메커니즘을 모방한 기계의 설계 등에 활용할 수 있을 것으로 기대됩니다.

미국의 버락 오바마 대통령은 2013년 브레인 이니셔티브(BRAIN Initiative)를 출범시켜, 본격적으로 뇌과학 연구를 지원하겠다고 밝혔습니다. 국립보건원(NIH), 국방부의 고등연구계획국(DARPA), 국립과학재단(NSF) 등이 참여하게 되며, 2014년에 지원될 약 1,100억 원의 예산을 편성하였습니다. 미국 국방부 고등연구계획국의 연구는 인터넷의 시초가 되었고, 국립과학재단이 지원한 연구는 구글 사업의 기반을 제공한 바 있습니다. 미국은 빅데이터 기술 등 첨단 IT 기술을 뇌과학 연구의 성과와 접목시켜 브레인 이니셔티브의 성과가 실질적인 미국 내 고용 창출 및 증대로 이어질 것으로 기대하고 있습니다. 유럽, 인도, 중국, 일본 등과의 뇌과학 분야 경쟁에서 선도적 위치를 점하겠다는 미국의 과감한 연구 개발자금 투자 의지가 돋보이는 대목입니다.

– 브레인 이니셔티브 의 배경

브레인 이니셔티브는 혁신적인 신경과학 기술을 통해 두뇌의 뉴런활동에 관한 일종의 지도를 만들겠다는 목표를 갖고 있습니다. 이는 뇌 활동 지도(Brain Activity Map)라고 하며, 휴먼 게놈 프로젝트의 연구 성과처럼 뇌와 관련된 연구의 기초 자료로써 활용할 계획이라고 합니다.

– 예산 규모

브레인 이니셔티브의 투입 예산 규모는 2014년 한 해에만 약 1,100억 원에 달하며, 이후 약 10년간 약 50조 원의 자금이 지원된다고 합니다. 휴먼 게놈 프로젝트 당시 지원 예산이 약 4천억 원이었던 것에 비교하면, 크게 증가한 규모입니다.

미국 정부의 재정적자가 증가하고 그에 따라 기초연구의 지원 자금이 감소하는 추세임에도, 브레인 이니셔티브에 천문학적인 예산이 투입되는 이유는 뇌과학 분야의 엄청난 잠재력 때문입니다. 미국 국방부 고등연구계획국은 거대한 데이터세트를 분석하는 계산 장치를 고안 중이고, 신경과학자는 동적 뉴런 및 시냅스의 활동을 포착 및 측정을 연구하고 있습니다. 미국 국립보건원 프랜시스 콜린스 박사에 따르면, 뇌과학 관련 데이터는 요타 바이트(10의 24승) 단위로 측정된다고 합니다. 참고로, 요타바이트는 10억 페타바이트(Petabyte)와 동일하고, 페타바이트는 천 테라바이트(Terabyte)와 동일합니다!

– 기대 효과

브레인 이니셔티브로 창출 가능한 의료적 혁신은 비현실적인 것일 수도 있습니다. 그러나, 브레인 이니셔티브의 궁극적 목표는 우리 인간 두뇌의 뉴런 활동에 대해 보다 깊고 광범위하게 이해하는 것입니다. 뇌의 해부학적인 네트워크 구조 너머에 있는 미지의 지식이 발견되면, 불치병으로 알려져 있는 치매 등의 질환에 대한 치료법을 개발할 수 있게 될 것입니다. 또한 뇌 활동 지도와 IT 기술을 접목시켜 상상도 못했던 새로운 기술과 서비스들이 등장하게 될 수도 있습니다.

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