중국 칭화대(清华大)에 따르면 새로운 유형의 뇌-영감(brain-inspired)을 가진 칩을 개발했다. 연구는 칭화대의 뇌-영감 컴퓨팅 연구센터(the Center for Brain Inspired Computing Research of Tsinghua University)에서 수행됐다.인공지능을 개발하는 데는 2가지 주요 접근법이 있는 것으로 알려져 있다. 하나는 신경과학에 뿌리를 두고 있으며 두뇌를 밀접하게 모방하는 회로를 만드는 것이다. 다른 하나는 컴퓨터 과학에 기초를 두고 컴퓨터 학습 알고리즘을 실행하기 위한 컴퓨터를 사용하는 것이다.전자 칩은 상기 2가지 모두를 이용해 기계학습 알고리즘과 뇌의 영향을 받은 회로를 모두 수용할 수 있는 것으로 평가된다. 전자 칩은 성공적으로 개발되어 자율주행 자전거에 통합됐다.개발된 자율주행 자전거는 목표물을 탐지 및 추적하고, 장애물을 피하며, 자기 균형을 유지할 수 있다. 또한 자율주행 자전거는 음성 명령을 이해하고, 다양한 알고리즘과 모델을 동시에 처리함으로써 독립적인 의사결정을 내릴 수 있는 것으로 평가된다.전자 칩은 시장의 비슷한 칩에 비해 칩의 밀도는 20배 더 높으며 적어도 10배 더 빠르며 대역폭은 100배 이상 증가한 것으로 평가된다.특히 인공지능 연구뿐만 아니라 다양한 애플리케이션의 개발을 위한 보다 효율적이고 신속한 컴퓨팅 플랫폼을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.▲ China-TsinghuaUniversity-Cbicr▲  칭화대의 뇌-영감 컴퓨팅 연구 센터의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

중국 과학원 선전연구원(中国科学院深圳先进技术研究院)에 따르면 중국, 독일, 캐나다의 과학자들은 두 개의 국제협력플랫폼을 구축했다.광동-홍콩-마카오 그레이트 베이 지역에 신경과학 분야의 최고 수준의 인재와 혁신 자원을 추가로 제공하기 위한 목적이다.플랫폼 중 하나는 생물의약 및 보건산업의 발전을 위한 신경 소성의 원리와 메커니즘을 연구하는 공동 연구실이다. 연구실은 1991년 생리갛 또는 의학에서 노벨상을 수상한 독일의 물리학자 Erwin Neher가 이끌고 있다.연구실에는 지금까지 30명의 전임 연구원이 속한 팀이 있으며, 2019년 말까지 50명으로 증가될 예정이다. 다른 플랫폼은 중국 과학원 선전연구원과 캐나다 브리티시 컬럼비아 대학이 공동으로 설립했다.뇌과학, 특히 신경 및 정신 장애에 대한 기술 혁신을 위해 첨단 연구에 몰입하기 위한 목적이다. 이러한 국제 협력 플랫폼은 글로벌 혁신 자원과 인재를 모으고 뇌 과학 분야에서 혁신적인 아이디어를 교환할 수 있을 것으로 평가된다.특히 젊은 과학자들에게 보다 자유롭고 편안한 환경을 제공해 보다 독창적인 과학적 업적을 촉진할 수 있을 것으로 기대된다. 중국 정부는 기술개발을 제약하는 미국 대신에 유럽국가들과 제휴를 확대하고 있다.▲ China-SIAT-Neuroscience▲ 중국 과학원 선전연구소 로고(출처 : 홈페이지)

미국 조지아공대(Georgia Institute of Technology)에 따르면 수면의 질이 낮고 수면 시간의 변동성이 심하면 과거의 사건을 기억하는 능력에 나쁜 영향을 미칠 수 있는 것으로 드러났다.연구결과는 인간 신경 과학 저널의 프런티어(Frontiers in Human Neuroscience journal)에 발표됐다. 참가자를 젊은 성인(18-37 세)과 노인(56-76 세)의 두 범주로 나눠 연구가 진행됐다.참가자들은 착용형 가속도계를 사용해 7일 이상 수면시간과 품질을 측정했다. 이 결과 노년층의 밤낮으로 일어날 수 있는 변동성은 일회성 기억을 평가하기 위한 시험에서 성능에 큰 영향을 미친 것으로 분석된다.이를 통해 수면과 기억 사이의 연관성을 파악한 것이다. 연구 결과 정규 수면이 모든 연령에서 최고의 인지 능력을 발휘하는 데 중요한 것으로 평가를 받았다.▲ USA-GeorgiaTech-neuroscience▲ 조지아공대(Georgia Institute of Technology)의 Audrey Duarte 부교수(출처 : 홈페이지)

영국 카디프앤베일칼리지(Cardiff와 Vale College)에 따르면  응용 신경과학 및 뉴로 마케팅 교육프로그램(Applied Neuroscience and Neuromarketing)을 시작했다. 고컴패어(GoCompare)와 제휴했으며 웨일즈에서 최초이다.마케팅 부서 내에서 적용된 신경과학에 초점을 맞춘 현재 제공되지 않는 새로운 프로그램을 만들기 위한 목적이다. 고컴패어는 뉴포트에 본사가 위치해 있는 사이트비교회사이다.5개월 동안 제공되는 응용 신경과학 및 뉴로 마케팅 교육프로그램에는 이론 및 실제 워크샵 기반 모듈이 모두 포함된다. 고컴패어의 마케팅팀이 효과적인 마케팅 캠페인을 만드는 과정에서 행동 프로세스를 더 잘 이해할 수 있도록 돕기 위해 고안됐다.해당 프로그램은 이미 참여한 모든 사람들로부터 호평을 받은 것으로 알려졌다. 마케팅팀 전체에서 개인 및 비즈니스 성과를 향상시키는 방법을 알수 있게 된 것으로 분석된다.카디프앤베일칼리지는 고객의 최첨단 교육요구에 대응할 수 있는 역량을 입증한 것으로 평가 받고 있다. 4차 산업혁명이 진전되면서 응용 신경과학에 대한 연구도 활발해지고 있다.▲ UK-CardiffandValeCollege-Neurosicence▲ 카디프앤베일칼리지(Cardiff와 Vale College)와 고컴패어(GoCompare)의 관계자들(출처 : 홈페이지)

미국 노턴신경과학연구소(Norton Neuroscience Institute)에 따르면 뇌졸증 위험이 적은 뇌동맥류 치료방법을 공개했다. 노턴신경과학연구소는 동맥류 혈관내 치료 WEB(Woven Endobridge)을 소개한 켄터키의 2개 센터 중 하나이다.동맥류는 혈관이 부풀어 오른 것을 가리킨다. 동맥류의 폭발로 인한 뇌 동맥류로 고통을 받고 있는 3만명의 사람들 중 매년 1만2000명이 죽는 것으로 알려졌다.WEB는 뇌 또는 동맥류에 팔 또는 사타구니를 통해 카테터로 짠 와이어의 구체이다. 직조된 와이어는 동맥류의 풍선 모양을 형성해 혈관 및 정상 혈류의 치유를 촉진할 수 있다.노턴브라운스보로(Norton Brownsboro) 병원의 의사들은 뇌 동맥류 치료에 큰 발전을 불러 일으키고 있다. 지금까지 노턴브라운스보로 병원에서는 세번의 수술을 성공해 향후 동맥류 치료에서 큰 성과가 기대된다.▲ USA-NotronNeuroscienceInstitute▲ 노턴신경과학연구소(Norton Neuroscience Institute)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

독일 신경퇴행성질환센터(German Center for Neurodegenerative Diseases, DZNE)에 따르면 괴팅겐대의료원(University Medical Center Goettingen)의 과학자들과 협력해 파킨슨병 환자의 증상을 완화하는 약물 테스트를 완료했다.해당 연구결과는 뇌과학 학술지인 Journal of Neuroscience에 발표됐다. 파킨슨 병에서는 뇌의 특정 뉴런이 점차 사라진다.환자는 팔과 다리의 떨림과 뻣뻣함으로 고통받으면서 운동 애가 발생한다. 이러한 증상 중 일부는 완화될 수 있지만, 기존의 치료법은 뇌 세포의 손실을 막을 수 없다. 그러나 이번 연구에서 파킨슨병 환자에서 보이는 것과 유사한 생쥐의 운동장애를 완화할 수 있었다. 설치류는 뇌의 신경 세포와 면역 세포에 영향을 미치는 물질로 치료 받았다.연구에서는 항 염증 효과가 있는 것으로 알려진 실험용 약물을 사용했다. 'Emapunil'이라고 불리는 이 물질은 소신경세포(microglia)에 침투해 염증 반응을 약화시키는 분자 스위치를 뒤집을 수 있다.해당 물질을 투여받은 동물은 대조군에서 치료받지 않은 동물에 비해 더 좋은 운동상태를 가진 것으로 드러났다. 연구를 통해 연구팀은 해당 물질이 뉴런에 직접 영향을 미친다는 것을 발견했다.신경퇴행성질환센터는 연구결과를 바탕으로 더 많은 실험실 연구와 질병 모델을 테스트한 후 파킨슨병에 대한 임상시험을 진행할 수 있을 것으로 기대하고 있다.▲ Germany-DZNE-Parkins▲ 신경퇴행성질환센터(DZNE)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

독일 막스플랑크 인간인지뇌과학연구소(Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences)에 따르면 정상보다 높은 혈압을 가진 사람들은 뇌의 특정 부위에 있는 회색물질(gray matter)의 체적이 감소할 수 있는 것으로 드러났다.연구 결과는 미국 신경 아카데미의 의학저널(the medical journal of the American Academy of Neurology)에 게재됐다.일반적으로 건강한 혈압은 120/80 밀리미터(mmHg) 미만이다. 이 연구에서는 고혈압이 140/90 mmHg 이상으로 정의됐다.고혈압 진단을 받은 적이 없는 젊은 성인들에게서 뇌의 회색물질의 미세한 변화가 나타날 수 있는 것으로 분석됐다. 예를 들어 정상적인 혈압과 비교할 때 고혈압은 총 581개의 뇌 복셀(brain voxels)에서 회색질 물질의 양이 감소했다.연구결과는 고혈압 치료 또는 성인기 초기 혈압을 낮추는 것이 필수적일 수 있음을 시사한다. 치매와 같은 증상없이 조용한 뇌변화로부터 보호받아야 하기 때문이다.향후 뇌졸중, 치매 및 기타 뇌 혈관 질환의 위험을 증가시킬 수 있는지를 조사하기 위해 더 많은 연구가 이뤄져야 할 것으로 판단된다.▲ Germany-MaxPlanckInstitute-Brain Science▲ 막스플랑크 인간인지뇌과학연구소(Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences)의 외부전경(출처 : 홈페이지)

캐나다 클렘빌뇌연구소(Krembil Brain Institute)에 따르면 만성통증을 위한 맞춤형 치료법에 근접하고 있다고 밝혔다. 이 연구소는 대학보건네트워크(University Health Network)에 소속돼 있다.연구소는 최신 영상기술을 이용한 뇌파신호를 사용해 개인의 특정 요구에 맞는 치료법을 찾고 있다. 자기 공명 영상(MRI)과 자기 뇌파 검사(MEG)를 활용해 뇌지도를 만드는 것에서 부터 시작된다.관련 기술을 사용해 통증을 나타내는 뇌의 마커가 식별된다. 이 를통해 특정 치료법에 대한 뇌의 반응이 확인되는 것으로 분석된다.기술의 미래는 유망하지만 통증에 대한 맞춤 솔루션을 개발하는 것은 쉬운 일은 아닌 것으로 평가 받고 있다. 어떤 치료법이 효과가 있는지를 목표로 하는 데 도움이 되는 바이오 마커를 찾을 수 있어야 하기 때문이다.일부 치료법은 뇌가 비슷한 방식으로 작용하는 특정 그룹의 사람들에게는 효과가 있을 수 있다. 그러나 다른 사람들에게는 그렇지 않을수 있을 것으로 추정된다.기술개발이 완료되면 만성통증을 겪고 있는 600만 명이 넘는 캐나다인을 구제할 수 있을 것으로 기대된다. 이를통해 만성통증에 따른 약 $C 400억달러의 경제적 효과를 기대할 수 있을 것으로 예측된다.▲ Canada-KrembilBrainInstitute-Bio▲ 캐나다 클렘빌뇌연구소(Krembil Brain Institute)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

미국 버지니아공대에 따르면 신경과학연구원(School of Neuroscience)가 오피오이드(opioid, 아편함유 치료약)의 중독성 없이 만성통증을 치료할 수있는 약물을 개발했다.관련 연구는 캘리포니아 샌디애고대(University of California San Diego), 국립보건원 (US National Institutes of Health)과 협업으로 진행됐다. 연구결과는 의학저널인 PAIN에 실렸다. ML351로 명명된 이 약물은 미국 국립보건원의 연구원이 발견했다. 자연적으로 생성된 효소 15-Lipoxygenase-1을 억제하도록 고안됐다.생성된 효소는 생체 활성지질(bioactive lipids)을 합성해 이부프로펜과 같은 일반적인 비 스테로이드성 소염 진통제에 의해 완화되지 않는 만성 통증을 직접적으로 유발한다.이 때문에 환자는 옥시코돈(Oxycodone) 및 기타 마약과 같은 아편제를 포함한 보다 강력한 약물에 의지해야 하는 문제점이 있었다.특히 비 스테로이드 항염증제 및 스테로이드와 같은 현재의 항염증제는 염증을 줄임으로써 통증 완화에 도움이 되지만 많은 유형의 만성 통증에 대해서는 덜 효과적인 것으로 평가 받고 있다.연구팀은 비 스테로이드성 소염 진통제에 반응하지 않지만 오피오이드로 치료할 수 있는 만성 통증에 대한 ML351의 전임상 효능을 입증했다. 특히 ML351은 여러 종류의 통증에 효과적인 것으로 드러났다.향후 연구팀은 만성 통증의 다른 모델에서 유용성에 대해 조사할 계획이다. 이를 통해 다양한 만성통증으로부터 고통받는 많은 환자들을 치료할 수 있을 것으로 기대된다.▲ USA-VirginTechSchool-Neuroscience▲ 버지니아공대 신경과학연구원의 Ann Gregus 및 Matt Buczynski(출처 : 홈페이지)

캐나다 토론토대(University of Toronto)에 따르면 치매의 초기 단계에서 뇌파의 속도지연을 발견했다. 베이크레스트 연구원들(Baycrest researchers)과 공동으로퇴행성 질환을 효과적으로 진단하기 위해 뇌파활동을 추적하는 방법을 발견했다. 일반적으로 알츠하이머 병을 진단하는 것은 쉽지 않은 것으로 알려져 있다. 뇌의 구조변화가 정상적인 노화의 일부인지 또는 장애의 조기징후인지 여부를 알기 어렵기 때문이다.연구팀은 뇌질환의 영향을 받을 수있는 특정 뇌영역에서 뇌파의 속도가 느려진다는 것을 발견했다. 특히 알츠하이머 병(경증인지 기능 장애)의 초기 단계에 있는 사람들과 희귀한 언어 치매(1차적인 진행성 실어증)를 가진 사람들의 뇌파가 느려지고 손상징후가 나타남을 발견했다.뇌세포를 잃지 않았지만 질병에 의해 부정적인 영향을 받는 특정 부위에서 이러한 전기적 활동의 둔화가 발생된다. 뇌영상을 이용해 이를 발견할 수 있는 것으로 알려졌다.특히 뇌파를 측정하고 특정 위치를 정확히 찾아 내기 위해 뇌자기장 검사(MEG)를 사용했다. 또한 뇌세포의 손실을 평가하기 위해 자기공명영상(MRI)을 사용했다.이를 통해 뇌세포가 오작동하기 시작하는 시기를 알려주는 잠재적인 바이오 마커를 확인할 수 있었던 것으로 분석된다. 신경 퇴행성 질환의 초기 단계에서 표적화된 두뇌 치료를 시행할 수 있을 것으로 기대된다.향후 연구팀은 뇌자극을 이용해 알츠하이머 병과 같은 신경 퇴행성 질환의 진행을 늦추는 방법을 연구할 계획이다. 연구결과는 휴먼 브레인 맵핑(Human Brain Mapping) 저널에 게재됐다.참고로 알츠하이머병 협회 (Alzheimer 's Association), 뇌졸중 회복을 위한 캐나다 파트너십(Canadian Partnership for Stroke Recovery), 온타리오 뇌 연구소(Ontario Brain Institute), 캐나다 석좌연구프로그램(Canada Research Chairs program) 및 인지신경과학의 산드라 A. 로트만 프로그램(Sandra A. Rotman Program in Cognitive Neuroscience)으로부터 자금을 지원 받았다. ▲ Canada-Torontouniversity-Neurosicence-brainwaves▲ 토론토대 심리학과 및 언어병리학과 조교수인 Jed Meltzer(출처 : 홈페이지)