[라엘리안 과학통신 74호] 미시 뉴런-거시 우주 "닮았다!"

◆ 생각으로 비디오 게임 하는 원숭이
일론 머스크(테슬라 창업자)는 2016년부터 시작된 프로젝트인 뉴럴링크(Neuralink)에서 사지가 마비된 환자들이 생각의 힘으로 몸을 움직일 수 있게 하기 위해, 두뇌 신호와 컴퓨터를 연결하는 연구를 수행해 왔다. “우리는 이미 무선 칩을 원숭이의 두뇌에 이식, 원숭이가 생각을 이용해 비디오 게임을 할 수 있게 했다. 원숭이는 정말 행복해 보였다”고 그는 말했다. 이 원숭이 실험은 인간의 생각을 컴퓨터와 연결하기 위한 선행실험이다. 뉴럴링크의 웹사이트에 따르면 이 두뇌-인터페이스 기술은 감각과 운동기능을 회복하는 데 도움을 줄 수 있어 광범위한 신경질환을 치료할 수 있는 잠재력이 있다고 한다. 또한 우리가 주변 세상 및 우리 자신들끼리 상호작용하는 방법을 확장할 수 있다고 한다.

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https://techxplore.com/news/2021-02-musk-neuralink-happy-monkeys-pong.html


◆ 과학자들이 죽은 사람 목소리를 듣는 환청 이유를 밝혀내다
Northumbria 대학의 Peter Moseley 박사 연구팀은 외부의 자극이 없는 상태에서 무언가를 보거나 특별한 목소리를 들은 경험, 죽는 사람의 영혼에서 기인하는 환청을 들어본 경험이 있는 사람들을 분석한 결과, 그들은 일반적인 사람보다 초자연적인 현상을 더 잘 믿고, 다른 사람이 자신을 어떻게 생각하는지에 대해 신경 쓰지 않는다고 한다. 이 연구는 65명의 영국 심령주의 국민연합 멤버(SNU)들과 일반인 143명을 대상으로 시행되었다. 이 연구는 학술지 <Mental Health, Religion and Culture>에 게재되었다.

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https://www.sciencealert.com/scientists-are-figuring-out-how-some-people-can-hear-the-voices-of-the-dead


◆ 인간 두뇌는 우주와 많이 닮았다!
광대한 우주에서 은하계들은 섬유, 마디 그리고 빈 공간의 구조들과 같은 우주적 웹으로 이루어져 있다. 인간의 두뇌에서도 신경세포들은 섬유와 마디들의 네트워크로 구성되어 있다. 이탈리아 Bologna 대학의 F. Vazza 박사 연구팀은 학술지 <Frontiers in Physics>에 발표된 연구에서 이 두 시스템은 이전에 생각했던 것보다 더욱 닮았다는 사실을 발표했다. 연구팀은 신경세포와 은하계들은 거대한 구조들로 자가 조직하는 데 있어서 매우 다른 시스템이지만, 같은 원리에 의해 형성되었다고 말한다. 이 연구 결과는 우리의 머리 안에 우주가 존재하거나 우주는 거대한 두뇌라고 주장하는 것은 아니지만, 그 대신 네트워크 역학 특성의 유사성을 보여준다. 1에서 100마이크론 사이의 규모에서 소뇌의 신경 네트워크는 5백만에서 5억 광년 사이 규모의 우주적 웹과 같은 방식으로 조직화되어 있었다.

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https://www.iflscience.com/brain/your-brain-and-the-universe-are-more-similar-than-previously-thought/


◆ 세포노화 과정 부분적으로 되돌리다
이스라엘 텔아비브 대학의 Shair Efrati 박사 연구팀은 26명의 실험참가자를 대상으로 한 실험에서 세포 내 텔로미어 길이를 확장함으로써 세포노화를 되돌렸다. 텔로미어는 염색체의 양 끝에 존재하는 반복 염기서열로 세포가 분열할 때마다 길이가 줄어 세포가 노화된다. 실험 참가자들은 일주일마다 90분 동안 5번을 고압산소의 챔버 안에 머물렀다. 이 과정을 3개월 동안 지속한 결과, 그들 세포의 텔로미어는 20% 더 길어졌다. 고압산소요법이 유전자 변화를 일으켜 텔로미어 길이가 확장되었으며, 조직도 더욱 건강하게 되었다. 이 연구는 학술지 <Aging>에 발표되었다.

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https://techxplore.com/news/2021-01-machine-paper-photonic-ai.html


◆ 새의 두뇌는 이전에 알고 있던 것보다 훨씬 더 인간과 닮았다
독일 Ruhr 대학의 신경과학자인 Onur Güntürkün 박사 연구팀은 신경섬유를 시각화 할 수 있는 3차원 편광 이미지 기법을 이용, 펭귄과 올빼미의 두뇌에서 소리와 시각처리에 관여하는 등쪽뇌실능선과 결절부위를 분석했다. 그 결과, 이 두뇌 영역들은 인간의 신경 피질처럼 수평과 수직의 신경회로를 가진 원형구조로 구성되어 있다는 사실을 발견했다. 또 다른 연구에서 독일 Tübingen 대학 연구팀은 까마귀의 두뇌는 과거의 감각적 경험을 회상할 수 있는 감각적 의식능력이 있다는 사실을 발견했다. 의식은 오랫동안 침팬지, 보노보 원숭이, 그리고 인간처럼 똑똑한 영장류의 대뇌피질에서만 존재하는 것으로 알려져 왔다. 이 두 연구는 학술지 <Science>에 게재되었다.

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https://www.scientificamerican.com/article/bird-brains-are-far-more-humanlike-than-once-thought/


◆ 실험실에서 배아를 3차원으로 배양하다
독일 베를린에 있는 막스 플랑크 연구소에서 Bernhard G. Herrmann 박사 연구팀은 실험실에서 쥐의 배아줄기세포를 몸통의 핵심 부분으로 성장시켜 시험관에서 배아 발달과정을 재현하는 데 성공했다. 과학자들은 배아 줄기세포를 배아로 발달시키기 위해 외부 성장인자를 분비하는 젤을 시험관에 투여했다. 그 결과, 발달한 몸통 모양의 배아는 마우스 배아와 매우 닮았으며 크기는 밀리미터 정도이며 척수의 신경섬유를 가지고 있었다. 또한 뼈의 전구체, 연골조직과 근육이 있었고, 심지어 장과 같은 내부 기관의 전구체 구조도 발달했다. 이 연구는 학술지 <Science>에 게재되었다.

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https://phys.org/news/2020-12-embryonic-petri-dish-d-cell.html


◆ 빛에 기반한 머신러닝 개발
빛에 기반한 프로세서인 ‘광자 프로세서’는 컴퓨터가 복잡한 계산을 믿을 수 없는 속도로 처리하게 해 준다. “신경 네트워크는 막대한 양의 데이터를 처리하면서 학습하고 알고리즘을 통해 패턴을 인식한다. 이 광자 프로세서는 계산마다 16개의 다른 광학 주파수를 이용해서 동시에 다수의 계산을 할 수 있다. 기계학습 분야에 빛에 기반한 프로세서를 적용하면 매우 높은 속도로 복잡한 수학적 업무를 수행할 수 있다. 이것은 그래픽 카드나 하드웨어와 같이 전자적 데이터 전송에 의존하는 기존의 칩들보다 훨씬 더 빠를 것”이라고 피츠버그 대학의 Nathan Youngblood 박사는 말한다. 이 프로세서는 자율주행차와 같은 다수의 신호를 동시에 처리해야 하는 분야에 적용될 수 있다. 이 연구는 학술지 <Nature>에 게재되었다.

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https://techxplore.com/news/2021-01-machine-paper-photonic-ai.html


◆ 실험실에서 배양된 닭고기, 곧 시판 예정
실험실에서 동물 세포를 이용해 배양된 닭고기가 싱가포르 식당에서 최초로 판매될 예정이다. 미국 스타트업 Eat Just는 도시에서 이 닭고기를 판매할 수 있는 승인을 싱가포르 식약청으로부터 받았다. 싱가포르 식약청은 이 실험실에서 배양된 닭고기가 안전하다는 결론을 내린 후에 판매를 승인했다. 이 회사 CEO인 Josh Tetrick은 “실험실에서 배양된 고기에 대한 판매승인은 싱가포르가 전 세계 국가 중에서 처음일 것”이라고 말한다. 소고기는 메탄을 생성하기 때문에 환경에 위험이 될 수 있다. 그래서 환경과 동물복지에 대한 소비자들의 요구가 더욱 커지면서 육류에 대한 대안 개발이 증가하고 있다.

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https://www.sciencealert.com/singapore-will-be-the-first-country-to-have-lab-grown-meat-up-for-sale


◆ 춤을 추면 두뇌가 변화한다
Masaryk 대학의 Irena Rektorova 박사 연구팀은 60세 이상 62명을 대상으로 6개월 동안 춤을 추게 한 후 나타나는 두뇌 변화를 분석한 결과, 춤을 춘 사람들의 두뇌에서 좌측 후두측두이랑의 대뇌피질 두께가 증가했다. 이 두뇌 영역은 운동학습 및 고도의 운동 실행능력과 관련이 있다. 이 연구 내용은 춤이 두뇌구조의 변화에 긍정적인 영향을 준다는 것을 보여준다. 이 연구는 학술지 <Acta Neurologia Scandinavica>에 게재되었다.

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https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31613387/


◆ 우리 몸은 매초 380만 개 세포를 만들어낸다
이스라엘 와이즈만 연구소 생물학자 Ron Sender 박사 연구팀의 새로운 연구에 따르면, 우리의 몸에서는 하루에 약 3천3백억 개의 세포가 교체된다고 한다. 이는 매초 새로운 세포가 380만 개 만들어진다는 의미다. 대부분의 세포는 혈액세포들이다. 이 연구 결과는 과학자들이 인간의 몸이 어떻게 기능하는지, 그리고 세포 교체가 건강과 질병에 어떤 영향을 주는지를 이해하는 데 도움이 될 수 있다. 이 연구는 학술지 <Nature Medicine>에 게재되었다.

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https://www.sciencealert.com/your-body-makes-4-million-cells-a-second-and-most-of-them-are-blood


◆ 남녀의 심리학적 양성성(兩性性)은 매우 일반적이다
남성은 느낌을 표현하거나 기분이 안 좋을 때 눈물을 흘리지 말아야 한다거나, 자기주장을 강하게 하고 이성적이며 지도를 읽는 것과 같은 시공간적인 일을 잘해야 한다는 말을 듣는다. 반대로 여성은 더욱 더 감정적이고 양육을 잘하며 언어를 더욱 잘 구사할 거라는 기대를 받는다. 그러나 이러한 차이점은 부분적으로 사회적 일반화와 기대에 의한 것일 수 있다. 케임브리지 대학의 Barbara Jacquelyn Sahakian 박사 연구팀은 머신러닝 알고리즘과 신경 이미지 데이터를 이용해 4,495명의 남성과 5,125명의 여성의 두뇌를 비교분석한 결과, 전체의 25%가 남성의 두뇌 특성을 가지고 있었고, 또한 25%가 여성의 두뇌 특성을 가지고 있었다. 놀라운 점은 전체 실험참가자 중 50%는 남성과 여성 둘 다의 두뇌 특성이 있었다. 또한 남성과 여성의 두뇌 특성을 함께 가지고 있는 사람들은 남성 또는 여성의 두뇌 특성만을 가진 사람들보다 우울증, 불안과 같은 정신질환이 덜했다. 이 연구는 학술지 <Cerebral Cortex>에 게재되었다.

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https://www.sciencealert.com/half-of-us-have-brains-that-aren-t-entirely-male-or-female-and-it-s-a-good-thing-too


◆ 인간과 협상하는 인공지능 가상요원
남부 캘리포니아 대학의 Kushal Chawla 박사 연구팀은 ‘상호중재 가이드 온라인’이라는 기술을 이용, 인간과 협상할 수 있는 가상의 요원인 Pilot이라는 인공지능을 개발했다. “이 지적인 인공지능은 경영학과 학생들이 성공적인 거래를 위한 협상을 하거나 변호사가 법적 절차에 있어서 합의 비율을 정확하게 평가하는 것을 훈련하는 데 도움을 줄 수 있다. 상상해보라. 인공지능이 비용, 편리함, 이용 가능함에 대한 당신의 선호도를 알기 위해 당신과 대화를 할 수 있고, 당신 대신 최적의 대안을 찾아 협상한다고 상상해보라. 이 시스템은 교육 분야 및 대화하는 인공지능 분야에도 유용하게 이용될 수 있다”고 Chawla 박사는 말한다. 이 연구는 학술지 <arXiv>에 발표되었다.

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https://techxplore.com/news/2020-10-virtual-agent-humans.html


◆ 차별은 유전자에 상관없이 불안 증상 위험성을 높인다
터프츠 대학과 하버드 대학의 공동연구팀은 사람이 차별에 노출되면, 개인이 가진 유전자에 상관없이 불안장애가 증가한다고 한다. 연구팀은 미국에 사는 25~74세 사이의 사람들 약 1,500명을 대상으로 차별과 불안 증상에 대해 분석했다. “연구 결과는 사람들 간의 차별을 감소시키고 정신건강을 향상시키기 위해 우리가 정치적 지도자들과 건강 관료들 그리고 공동체 구성원들과 함께 대화해야 함을 보여준다”고 David R. Williams 박사는 말한다. 미국 불안우울협회(ADAA)에 따르면, 미국에서 약 4천만 명이 불안장애를 겪고 있다. 이 연구는 학술지 <Proceedings of the National Academy of Sciences>에 게재되었다.

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https://medicalxpress.com/news/2021-01-discrimination-anxiety-disorders-genetics.html