실험실서 키운 '미니 뇌'로 컴퓨터를…'바이오컴퓨팅' 시대 개막

실험실에서 배양한 인간 뇌세포 '오가노이드'를 활용해 연산을 수행하는 '바이오컴퓨터' 시대가 열리고 있다.

국제학술지 'JMIR'은 최신호에서 바이오컴퓨팅 기술의 현황과 미래를 조명하는 보고서를 게재했다. 바이오컴퓨터는 과학자들이 배양한 신경 조직 구체인 '뇌 오가노이드'를 다중 전극 배열 위에 올려놓고 전기·화학적 자극을 통해 연산 기능을 수행하도록 하는 방식이다.

이 기술은 기존 인공지능(AI)보다 훨씬 적은 에너지로 작동하는 것이 가장 큰 장점이다. 코티컬 랩스의 브렛 케이건 최고과학책임자는 "AI보다 훨씬 적고 불규칙한 데이터로도 학습이 가능하다"고 설명했다.

스위스 스타트업 파이널스파크와 호주 코티컬 랩스 등은 이미 클라우드 시스템을 통해 연구자들이 원격으로 바이오컴퓨터 하드웨어에 접속해 실험을 진행할 수 있는 서비스를 제공하고 있다.

바이오컴퓨터는 신약 후보 물질이 뇌 오가노이드의 학습 능력에 미치는 영향을 시험하는 등 신약 개발에 활용될 수 있다. 또한 인간의 뇌 구조와 기능을 모방한 인공 뉴런 시스템인 '뉴로모픽 엔지니어링' 개발의 발판이 될 수 있다는 전망도 나온다.

물론 윤리적 문제도 제기된다. 줄기세포 연구와 마찬가지로 생명체의 도덕적 지위, 기증자의 사전 동의, 상업화와 특허권 문제 등이 주요 쟁점이다. 특히 고도화된 모델에서 잠재적인 '의식'이 발현될 가능성에 대한 우려도 있다.

현재 이 기술은 오가노이드의 활동이 예측 불가능해 학습에 어려움이 있다는 한계를 지닌다. 하지만 과학계는 연구가 깊어지면 향후 생의학 연구 전반에 중대한 영향을 미칠 것으로 기대하고 있다.