두뇌는 학습을 위해 뉴런으로 연결되어 있다. 각 경험과 함께 우리의 뉴런은 새로운 연결을 만들기 위해 분기되어 장기 기억의 회로를 구축한다. 과학자들은 뇌가 경험에 따라 적응하고 변화하는 특성을 가소성(plasticity)이라고 부른다. 가소성이 발생하려면 뉴런 시냅스를 지속적으로 리모델링하고 적응해야 한다. 스크립스 연구소(The Scripps Research Institute) 신경과학자 사티아 푸탄베틸(Sathya Puthanveettil) 박사 연구실의 새로운 연구는 뉴런 시냅스 가소성의 기본 역학을…
KAIST는 생명과학과 한진희 교수 연구팀이 무수히 많은 뉴런과 이들 사이의 시냅스 연결로 구성된 복잡한 신경 네트워크에서 기억을 인코딩하는 뉴런이 선택되는 근본 원리를 규명했다고 13일 밝혔다. KAIST 생명과학과 정이레 연구원이 제1 저자로 참여한 이번 연구는 네이처 출판 그룹의 오픈 액세스(Open-access) 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 6월 24일 字로 게재됐다. (논문명: Synaptic plasticity-dependent competition rule influences memory formation)…
국내 과학자·임상의 공동연구진이 비강 내부 세포에서 코로나바이러스 초기 감염기전을 밝혔다. 기초과학연구원(IBS) 혈관 연구단 고규영 단장 및 전북대학교 감염내과 이창섭 교수 ‘코로나19 대응 공동연구팀’은 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)의 복제 순간을 최초로 포착하고 초기 감염 및 증식의 주요 표적이 비강(코 안) 섬모상피세포임을 규명하였다. 코로나바이러스는 ACE2·TMPRSS2·Furin 수용체 단백질과 결합하여 세포 내로 침투한다. 단백질들이 바이러스의 침입 경로 역할을 하는 것이다. 그러나 최신의…
과학자들은 나노 와이어 네트워크가 전기 자극을 받을 때 뇌와 같은 방식으로 반응하도록 조정할 수 있음을 발견했다. 시드니 대학(University of Sydney)과 일본 국립 재료 과학 연구소(NIMS) 국제 연구팀은 나노 와이어 네트워크를 뇌와 같은 상태로 유지함으로써 최적의 수준에서 작업을 수행한다는 것을 발견했다. 연구팀은 신경 지능(neural intelligence)의 근본적인 특성이 물리적이라는 것을 시사, 인공 지능(artificial intelligence) 개발을 위한 흥미로운…
Quantum computing promises scientific leaps in the near future. NVIDIA announced at GTC 2021 the cuQuantum software development kit to speed quantum circuit simulations running on GPUs. Early work indicates that cuQuantum delivers orders of magnitude speedups for circuit simulations, paving the way for Nobel Prize-winning breakthroughs of tomorrow. The expected arrival of quantum supremacy…
영국의 데이터 과학 및 인공 지능 연구소 엘런튜링 연구소(Alan Turing Institute)는 일부 환자가 동일한 치료에 다르게 반응하는 이유를 더 잘 이해하는 등 개인 맞춤 의료 분야의 중요한 연구를 처리하기 위해 로쉬(Roche)와 전략적 연구 파트너십을 시작했다. 5년 파트너십의 목표는 고급 분석 방법론을 개발하고 적용하여 여러 유형의 의료 데이터에서 통찰력을 생성하는 것이다. 이를 통해 전 세계 사람들을위한…
미국 하와이에서 온 아기 오징어 백여 마리가 NASA 미세 중력 연구 프로그램을 위해 우주로 향했다. 아기 하와이 꼬리 오징어(Hawaiian bobtail squid)는 하와이 대학의 케왈로 해양 연구소(University of Hawaii’s Kewalo Marine Laboratory)에서 자랐으며 이달 초 국제 우주 정거장(International Space Station)에 SpaceX 재보급 임무를 수행하기 위해 우주로 발사됐다. 하와이 대학에서 박사 학위를 취득한 연구원 제이미 포스터(Jamie Foster)는…
KAIST는 바이오및뇌공학과 박성준 교수 연구팀이 메사추세츠 공과대학(MIT) 폴리나 아니키바(Polina Anikeeva) 교수, 쏸허 자오(Xuanhe Zhao) 교수, 육현우 박사 공동 연구팀과 함께 하이드로젤 기반의 유연성 뇌-기계 인터페이스를 개발하는 데 성공했다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 `네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 2021년 6월 8일 字로 출판됐다. (논문명: Adaptive and multifunctional hydrogel hybrid probes for long-term sensing and modulation…
전 세계 과학에 대한 투자는 2014 년과 2018 년 사이에 19% 증가, 과학자 수는 13.7 % 늘었다. 미국과 중국 두 국가가 이 증가의 거의 3 분의 2(63 %)를 차지했다. 대다수 국가는 GDP의 1% 미만을 과학 연구 분야에 투자하고 있다. ‘유네스코 사이언스 리포트 2021:The Race against Time for Smarter Development’에 따르면 이러한 추세는 코로나19(COVID19)) 대유행 위기로…
과학자들이 모듈식 양자 뇌 스캐너를 처음으로 구축하여 뇌 신호를 기록하는 데 사용했다. 레고 브릭처럼 모듈식 센서를 확장할 수 있기 때문에 양자 뇌 영상 기술등에 기여할 수 있다. 서섹스 대학(University of Sussex) Quantum Systems and Devices 실험실에서 제작된 이 장치는 초 고감도 양자 센서를 사용하여 신경 활동을 매핑하기 위해 뇌 내부에서 볼 수있는 가장 작은 자기장을…
과학자들은 기존에는 관측이 불가능했던 생물학적 구조를 드러낼 수 있는 양자 현미경을 만들었다. 연구팀에 따르면 이 연구는 더 나은 내비게이션 시스템에서 MRI 등에 이르기까지 모든 종류의 새로운 기술을 촉발할 수 있다. 현미경은 아인슈타인이 “원거리에서의 무시무시한 상호 작용”으로 묘사한 효과인 양자 얽힘(quantum entanglement)에 의해 구동된다. 호주 브리스번의 퀸즐랜드 대학(University of Queensland ) 양자 광학 연구실(Quantum Optics Lab)과…
Researchers from the University of Liège (Belgium) have recently developed a new artificial neuron inspired by the different modes of operation of human neurons. Called a Bistable Recurrent Cell (BRC), this process has enabled recurrent networks to learn temporal relationships of more than a thousand discrete time units where classical methods failed after only a…
신경세포와 같은 섬유형태를 가지면서 시냅스 네트워크 구현이 가능한 인공 소자가 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 광전소재연구단 임정아, 주현수 박사 연구팀이 뉴런과 유사한 형태와 기능을 갖고, 뇌의 신경세포망과 같은 기능을 구현할 수 있는 인공신경섬유 소자 개발에 성공했다고 밝혔다. 컴퓨터 연산을 뇌와 같은 방식으로 처리하기 위해 뇌의 뉴런 및 시냅스의 역할을 할 수 있는 소자에 대한 연구가 필요하다. 기존의 연구들이…
뇌파를 해독할 수 있는 인공 뉴런으로 만든 작고 에너지 효율적인 장치를 개발됐다. 현재 신경망 알고리즘은 엄청난 수의 문제를 해결하는 데 도움이 된다. 이러한 알고리즘을 실행하는 데 사용되는 전자 장치에는 여전히 많은 처리 능력이 필요하다. 인공 지능(AI) 시스템은 감각 정보를 처리하거나 환경과의 상호 작용을 실시간으로 처리할 때 실제 뇌와 경쟁할 수 없다. 인간 두뇌 작용을 모사한…
기초과학연구원(IBS) 시냅스 뇌질환 연구단 김은준 단장 연구팀은 TANC2 단백질 결손이 자폐 및 뇌 발달장애를 유발하는 매커니즘을 규명했다. 이로써 TANC2 유전자 돌연변이에서 기인한 자폐 및 뇌 발달장애 치료제 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다. 자폐증(Autism spectrum disorders)은 뇌 발달장애의 한 종류로서, 세계 인구의 약 2%가 앓고 있다. 뇌의 발달은 세포 내 다양한 신호전달(signaling) 체계에 의해 조절된다. 그중…
KAIST는 생명화학공학과 박현규 교수 연구팀이 유전자 가위로 불리는 크리스퍼(CRISPR-Cas9) 시스템에 의해서 구동되는 EXPAR 반응을 이용해 유전자 돌연변이를 검출하는 신기술을 개발했다고 11일 밝혔다. KAIST 생명화학공학과 송자연, 김수현 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 영국왕립화학회가 발행하는 국제학술지 `나노스케일 (Nanoscale)’에 2021년도 15호 표지(Back cover) 논문으로 지난달 14일 선정됐다. (논문명: A novel method to detect mutation in DNA…
과학자들이 COVID-19를 유발하는 바이러스 SARS-CoV-2 감염과 싸우는 일련의 인간 유전자를 확인했다. 바이러스 감염을 제어하는 데 도움이 되는 유전자를 아는 것은 연구자들이 질병 중증도에 영향을 미치는 요인을 밝히고 가능한 치료 옵션을 제안할 수도 있다. 문제의 유전자는 신체의 최전선에서 바이러스와 싸우는 인터페론(interferons)과 관련이 있다. 스텐포드 번헴 프리비스 의학적 발견 연구소(Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute)의 연구는 저널…
생명 작용에서 생체 분자가 만나고 상호 작용하는 방식은 매우 복잡하다. 작은 생체 분자의 세계는 복잡한 나노 기계(단백질), 모양을 바꾸는 혈관(지질 복합체), 중요한 정보 사슬(DNA) 및 에너지 연료(탄수화물) 등 상호 작용이 활발하다. 스위스 EPFL 공대 바이오나노광자시스템 연구소의 과학자들은 나노 세계의 모든 주요 생체 분자 등을 방해하지 않고 관찰하는 데 사용할 수 있는 새로운 바이오 센서를 개발했다….
이온 포획 기반 양자 컴퓨팅(Quantum Computing) 성과가 핵심 벤치 마크 달성 이후 1년 여만에 동료 검토를 거쳐 공개됐다. 마이크로 칩 기반 양자 컴퓨터는 원자 이온을 이동시켜 계산이 수행되는 아키텍처를 통합해 구축됐다. 이 장치는 뛰어난 성능과 확장 가능성을 보여준다. 하니웰(Honeywell)은 지난해 처음 달성한 64 양자 볼륨(quantum volume) 성과를 7일(현지시각) 네이처에 게재했다. 업체는 이후 개선된 ‘System Model…
Scientists make pivotal discovery of method for wireless modulation of neurons with X-rays. This could improve the lives of patients with brain disorders. Many people worldwide suffer from movement-related brain disorders. Epilepsy accounts for more than 50 million; essential tremor, 40 million; and Parkinson’s disease, 10 million. Relief for some brain disorder sufferers may one…