기사 내용
빅데이터와 AI를 이용한 치매발병위험도 분석
인지기능이 정상인 사람에 대한 다양한 건강 정보 (건망증, 유전자, 뇌혈관 위험인자, 신경심리검사 등)를 빅데이터로 입력하고, 이를 기계학습 기법으로 AI가 분석한다. 현재 약 80%의 정확도로 분석 대상의 10년 후 치매발병위험도를 예측할 수 있다. 이렇게 개인별로 치매 발병에 영향을 주는 요인을 맞춤 적용하면 치매를 더 효과적으로 예방하고 대응할 수 있다. 올해 6월, 보스턴 의과대학은 뇌신경학 저널 <브레인>에 AI로 알츠하이머 치매의 발병과 진단을 할 수 있는 컴퓨터 알고리즘을 개발했다는 연구 결과를 발표했다. 정확도가 무려 95%에 달해 기대를 모은다.
가상현실(VR)과 증강현실(AR)로 치매 조기 진단
알츠하이머 치매는 조기진단과 치료가 중요하다. 하지만 초기 진단을 위해 거치는 신경심리검사 비용이 비싸고 시간이 오래 걸린다는 단점이 있어 이를 보완하는 VR/AR 영상을 통한 치매 진단 연구가 활발히 진행 중이다. 알츠하이머 치매의 대표 증상 중 하나인 공간 기억력 변화를 측정하기 위해 VR/AR로 실생활과 유사한 환경을 만들고 환자의 인지기능을 평가하는 것. 이것이 상용화되면 지금보다 빠르고 정확하게 초기 치매를 진단할 수 있다.
뇌 회로 알고리즘을 통해 고장 난, 두뇌를 고치다
미국 스탠퍼드대학의 이진형 교수는 두뇌를 회로 형태로 형상화한 뇌 회로를 연구한다. 두뇌에 문제가 발생하면 전자회로를 고치듯 두뇌의 고장 원인을 찾아 고치게 한다는 것이 연구 내용. 뇌 회로도 개념을 기반으로 뇌전증, 치매, 파킨슨병 등 뇌질환을 진단하고, 알고리즘을 분석해 환자별 맞춤치료를 하는 소프트웨어를 개발 중이다. 벤처회사 엘비스(LVIS)를 설립해 한국 지사까지 두고 상용화 단계를 빠르게 추진하고 있다. 이 연구로 2018년 ‘라이나 50+ 어워즈’를 수상했다.
INTERVIEW
뇌 공학자 이진형 교수, 뇌 회로 연구란?
Q. 뇌과학 연구를 시작하게 된 계기가 있나요?
저는 원래 전자공학을 전공했어요. 대학원 졸업 무렵 외할머니께서 뇌졸중으로 쓰러지셨고, 그 후 12년 동안 병상에만 계셨어요. 기술이 이렇게 발달한 시대에 뇌질환에 대해서는 치료법이 없어 아무것도 못하고 누워 계시는 모습을 보니 너무 답답했죠. 나라도 나서서 뭔가 해야겠다는 생각이 들어 뇌에 대해 공부하던 중, 우리 뇌도 전자회로처럼 접근해서 파악할 수 있다는 것을 알게 됐어요. 회로의 잘못된 곳을 추적해 고치는 것처럼 뇌도 고장 난 부분에 접근해서 고칠 수 있겠다 생각했습니다.
Q. 교수님의 연구 내용을 보면 뇌 회로라는 말이 자주 등장하는데, 정확히 어떤 개념인가요?
우리 뇌는 여러 가지 신경세포로 되어 있고 마치 회로처럼 연결되어 있습니다. 이 개념은 이미 100여 년 전에 발표된 사실이죠. 다만 뇌와 신체가 어떤 연관이 있고 어떤 기능을 하는지에 대한 연구는 비교적 최근에 시작되었습니다. 뇌가 어떻게 동작하는지 알려면 먼저 뇌에서 어떤 프로그램을 돌리고 있는지 알고리즘을 알아야 합니다.
이전에는 기술이 부족해서 연구하지 못했지만 이제 알 수 있는 단계에 왔어요. 쉽게 말해, 손가락을 움직일 때는 뇌의 어떤 영역이 활성화되는지 파악할 수 있는 거죠. 제가 하는 연구는 손상된 회로가 정상적으로 작동하도록 돌려놓는 것입니다. 회로의 기능과 작동 원리를 분석해 질환이 일어난 곳을 정확히 찾는다면 전극이나 유전자 테라피, 세포 테라피, 약물 등으로 신경세포를 회복시켜 뇌 회로를 정상화시킬 수 있게 됩니다.
Q. 그럼 치매 진단과 예방이 지금보다 쉬워질까요?
건강검진을 하듯 지속적으로 뇌를 검사하고 그에 따른 건강 상태를 확인할 수 있게 하는 것이 저희의 궁극적 목표입니다. 이렇게 관리하면 환자에 따라 맞춤치료도 가능해지죠. 뇌질환은 장기적으로 치료해야 하기 때문에 환자와 보호자의 심리적·경제적부담이 큽니다. 검사 절차가 간단해지고 조기 발견이 가능해지면 이런 부담이 줄어들 것으로 예상합니다.
기획 문수진 사진 셔터스톡
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