알기쉬운뇌과학_뇌과학의 미래는 어떤 방향으로 진행될까요

소개글

알기쉬운뇌과학_뇌과학의 미래는 어떤 방향으로 진행될까요에 대한 보고서 자료입니다.

목차

서론
본론
1) 뇌과학의 개념
2) 현대 뇌과학의 모습
3) 뇌과학의 발전과정
4) 뇌과학 분야의 주요 발견과 성과
5) 뇌과학의 미래
결론
참고문헌

본문내용

로칩에 학습내용과 기억내용을 이식해서 외부에서 뇌기능을 조절하는 것은 물론 운동을 제어하는 초소형 신경디바이스도 21세기 중반 이후에는 실용화될 가능성이 높다.
종합적으로 보면 소우주로 불리는 뇌, 스마트한 뇌에 대한 뇌신경생물학적 매커니즘을 이해하게 되고, 이를 통해 뇌질환에 대한 진단과 예방, 치료에 관한 기술이 개발될 것이다. 인간의 인지, 사고과정을 모사하는 지능적 정보처리기술이 개발되어 산업적으로 실용화하는 시대가 도래할 것이다.
특히 앞으로 50년간 뇌과학에서 주목받을 것은 뇌과학의 무궁무진한 활용이다. 그동안 축적한 뇌과학 정보와 지식을 활용해서 다양한 분야에서 놀라운 성과를 이끌어낼 수 있을 것이다.
치매와 같은 뇌질환을 최소 침습기법으로 조기에 진단해서 적절한 시기에 치료하는 기술, 초음파와 같은 비침습적인 방법을 통해 뇌기능을 조절하는 기술, 뇌오가노이드, 즉 미니 뇌를 이용해서 효율적인 신경계 약물을 선별하고 효능을 검증하는 기술, 손상된 뇌조직을 대체하는 기술 등의 개발을 기대할 수 있다.
50년 후에는 뇌공학 기술이 눈부시게 발달해 기계학습과 인공지능 기술을 통해 사라진 기억을 복원하거나 인간의 의사결정을 모사하는 기능을 가진 사람을 닯은 로봇인 휴머노이드가 등장할 것이다.
(2) 향후 50년 동안 뇌과학의 발전 전망
① 5년~10년 후
- 여성의 뇌 연구가 활성화될 것이다. 성분화, 성차별, 양성평등 등 성청체성이 국제적인 관심사이지만 지금까지 대부분의 뇌과학 연구는 대부분 수컷 생쥐와 남성 뇌를 연구해왔다. 따라서 이런 문제를 극복하기 위해서는 여성의 뇌에 관한 연구가 크게 활성되어야만 포괄적이면서 종합적인 뇌과학연구를 해야 할 것이다.
- 지구촌의 다양한 인종에 대한 포괄적이며 종합적인 뇌연구가 진행될 것이다. 지금까지 인간을 대상으로 하는 임상연구는 주로 미국, 유럽 등 백인을 중심으로 진행되었다. 따라서 앞으로는 동양인, 흑인, 소수인종을 포함하는 지구촌의 전체 인류집단에 대한 유전적, 후생유전학적인 변이와 진화적 차이를 규명하는 것이 필요할 것이다. 이를 통해 인종간의 치료약물의 효과 차이, 감수성의 차이 등을 규명하는 연구가 활성화될 것으로 예상된다.
② 15년 후
최소 비침습적 조기진단기법이 개발될 것이다. 후발성 뇌질환과 퇴행성 뇌질환에 대한 유전학적이고 후기유전학적 바이오 마커를 찾아내어서 결국 최소 비침습적 조기진단기법이 개발가능할 것이다.
비신경세포에 대한 연구가 활성화될 것이다. 대뇌를 구성하는 비신경세포인 미세아교세포, 성상교세포 등에 대한 연구가 부족한 현재 상황을 개선하기 이해 앞으로는 크게 활성화할 것으로 예상되고, 세포외기질에 대한 연구도 활발하게 이뤄질 것으로 예상된다.
③ 20년 후
고해상도 뇌이미징에 대한 연구가 활성화될 것이다. 고해상도, 고집적인 뇌영상 기법이 개발되어 대뇌구조와 기능에 대한 인간 뇌이미징, 뇌코넥톰 뇌지도가 완성될 것이다.
신경윤리와 신경교육에 대한 연구가 활발해질 것이다. 학습과 기억, 감성, 의사결정, 인지 등에 대한 뇌기전뿐만 아니라 인간 대뇌에 대한 연구결과가 인간의 학습과 교육프로그램에 큰 영향을 미칠 것이다. 뇌과학은 일상생활, 사회활동, 사회규범, 경제행위 등에 폭넓게 영향을 미칠 것이다.
초음파 자극에 의한 뇌활성화 연구가 진행될 것이다. 초음파를 활용해서 비침습적으로 특정한 뇌부위를 자극해서 활성화시킴으로써 신경모듈레이션 기능을 개선하는 기법이 개발되고 실용화될 것으로 예상된다.
④ 30년 후
뇌 오가노이드 치료기법이 개발될 것이다. 신경발생의 기전과 시냅스의 생성기전의 규명 등 기초 연구의 단계를 뛰어넘는 신경줄기세포에 바탕을 둔 뇌 오가노이드에 대한 연구가 진행될 것이다. 이에 따라 유전자 가위의 효율성이 높아지고 신약개발 스크리닝 모델로 활용될 것이다. 또 뇌 오가노이드 이식으로 인해 손상된 뇌 조직에 대한 치료기법 또한 상용화될 것으로 예상된다.
⑤ 40년 후
뇌공학 연구가 폭넓게 진행될 것이다. 뇌과학은 컴퓨터공학, 재료공학, 로봇공학, 수학적 모델링 등의 연구와 융복합되어 인공적으로 재생된 팔다리를 유연하게 움직일 수 있도록 하는 기술이 실용화될 것이다.
뇌과학의 시각정보처리에 대한 연구는 이미징 연구, 컴퓨터공학, 수학적 모델링과 연결되어 맹인의 시각이미지가 고효율적으로 개선되는 디바이스의 상용화를 기대할 수 있을 것이다. 또 학습이나 기억정보를 재활성화하는 신경디바이스의 실용화가 가능할 것이다.
3. 결론
뇌과학은 과학이 정복해야 할 마지막 보루로 불릴 만큼 과학계의 프론티어적인 분야이다. 20세기 이후 뇌과학과 신경과학에서 눈부신 성과를 거뒀지만, 아직까지도 가장 미지의 영역이고 발전이 가속화됨에 따라 인류의 미래에 가장 큰 변화를 가져올 분야로 인식되고 있다.
실제로 뇌과학의 발달은 신경계에 대한 기초과학적인 이해를 높이는 것은 물론이고 새로운 조기진단기법과 약물치료기법을 개발해서 후발성 뇌질환이나 알츠하이머병 등 퇴행성 뇌질환을 해결하는 길이 될 것이다. 또 뇌의 정보처리 매커니즘을 활용한 공학적인 실용화가 본격화되면 인간의 삶에도 큰 향상이 뒤따를 것으로 예상된다.
본론에서는 뇌과학의 개념과 현대 뇌과학의 발전과정과 현재의 모습을 살펴보고, 지난 50년 동안 뇌과학 분야에서 거둔 주요한 발견과 성과들을 연대순으로 살펴보았다. 이를 통해 앞으로 50년 동안 뇌과학 분야에서 일어날 미래의 모습을 예측해보았다.
이런 시도는 뇌과학의 전세계적인 흐름과 변화를 분석해서 우리나라의 뇌과학의 수준과 위치를 가늠해볼 수 있고, 앞으로 우리가 지향해야 할 뇌과학의 미래를 상상하고 대비한다는 점에서 의미있는 일이라고 하겠다.
4. 참고문헌
- 뇌과학 특집 - 향후 50년 뇌과학의 미래를 전망해 본다, 노벨사이언스, 2021
- Journal of Neuroscience, 2020
위키백과:신경과학
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%8B%A0%EA%B2%BD%EA%B3%BC%ED%95%99
서울대학교 뇌과학협동과정
https://brainscience.snu.ac.kr/about/overview.php#con-anc

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