서리 대학(University of Surrey)의 과학자들은 우리의 뇌가 어떻게 발달하고 뉴런이 성장하는지에 대한 새로운 컴퓨터 시뮬레이션을 구축했습니다. 연구자들은 뇌가 어떻게 작동하는지에 대한 이해를 높이는 것 외에도, 이 모델이 신경변성 질환 연구에 기여하고, 언젠가는 뇌 조직 재생을 돕는 줄기세포 연구에 기여할 수 있기를 희망합니다.
연구팀은 시뮬레이션과 실제 신경 성장을 비교하여 모델을 미세 조정하는 데 도움이 되는 ABC(Approximous Virtual Computing)라는 기술을 사용했습니다. 이 과정을 통해 인공 두뇌는 실제 생활에서 뉴런이 어떻게 성장하고 연결을 형성하는지 정확하게 반영할 수 있습니다.
시뮬레이션은 기억력 유지와 관련된 뇌의 중요한 영역인 해마의 뉴런을 사용하여 테스트되었습니다. 팀은 그들의 시스템이 해마의 실제 신경 성장 패턴을 성공적으로 모방하여 뇌 발달을 세밀하게 시뮬레이션하는 이 기술의 능력을 입증했다는 것을 발견했습니다.
우리의 두뇌가 어떻게 작동하는지는 과학계에서 가장 큰 미스터리 중 하나로 남아 있습니다. 이러한 시뮬레이션과 인공 지능의 급속한 발전 덕분에 우리는 뉴런이 어떻게 성장하고 통신하는지 이해하는 데 한 걸음 더 가까워졌습니다. 우리는 이 연구가 언젠가 알츠하이머병이나 파킨슨병과 같은 파괴적인 질병에 대한 더 나은 치료법으로 이어져 수백만 명의 삶을 변화시킬 수 있기를 바랍니다.
서리 대학교 컴퓨터 과학 및 전자공학부 Roman Bauer 박사
모델의 정확도는 모델을 교정하는 데 사용되는 데이터의 품질과 밀접한 관련이 있습니다. 실제 뉴런 데이터가 제한적이거나 불완전한 경우 시뮬레이션의 정확도가 떨어질 수 있습니다. 현재 모델은 해마 피라미드 세포와 같은 특정 뉴런의 성장을 복제하는 데 인상적인 결과를 보여주었지만, 다른 유형의 뉴런이나 뇌 영역을 정확하게 모방하려면 추가 수정이 필요할 수 있습니다.
컴퓨터 시뮬레이션은 Bauer 박사가 공동 개발한 BioDynaMo 소프트웨어로 구축되었습니다. 이 소프트웨어는 과학자들이 생물학적, 사회적, 환경적, 재정적 등 다차원 에이전트 기반 시뮬레이션을 쉽게 생성, 실행 및 시각화할 수 있도록 지원합니다.
이 연구는 Journal of Mathematical Biology에 게재되었습니다.
원천:
잡지 참조:
도스왈드, T., 외. (2024) 대략적인 베이지안 계산을 사용한 확률론적 에이전트 기반 신경 성장 모델의 보정. 수리생물학 저널. doi.org/10.1007/s00285-024-02144-2.
“트위터를 통해 다양한 주제에 대한 생각을 나누는 아 동율은 정신적으로 깊이 있습니다. 그는 맥주를 사랑하지만, 때로는 그의 무관심함이 돋보입니다. 그러나 그의 음악에 대한 열정은 누구보다도 진실합니다.”