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[시각의 신경 생물학 및 뉴럴 프로스테시스(신경 보철)의 미래: E.J. 치콜니스키 박사와의 대화]-[Dr. E.J. Chichilnisky: How the Brain Works, Curing Blindness & How to Navigate a Career Path]

Huberman Lab · C1 · 2024-03-18

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📋 Summary

시각의 시작과 망막의 역할

앤드류 휴버먼 박사는 스탠포드 의과대학의 E.J. 치콜니스키(E.J. Chicholnysky) 교수를 초대하여 시각 인지의 신경 생물학적 메커니즘과 신경 공학을 통한 시각 복구의 가능성을 탐구합니다. 치콜니스키 교수는 시각이 안구 뒤편의 신경 조직인 '망막(retina)'에서 시작된다고 설명합니다. 망막은 입사되는 빛을 전기적 신호로 변환하고, 이를 복잡한 방식으로 처리하여 뇌로 전달함으로써 우리가 세상을 지각하게 만듭니다. 그는 뇌의 다른 부위보다 망막을 연구하는 이유에 대해, 망막은 우리가 살아있는 동안 완전히 이해하고 그 기능을 대체할 수 있는 '신경계의 일부'이기 때문이라고 강조합니다.

망막의 구조와 세포 유형(Cell Types)

망막은 크게 세 층으로 구성됩니다. 첫 번째 층인 '광수용기 세포(photoreceptor cells)'는 빛 에너지를 전기적 신호로 변환하는 역할을 합니다. 두 번째 층은 신호를 조정하고 혼합하는 복잡한 처리를 담당하며, 세 번째 층인 '망막 신경절 세포(retinal ganglion cells, RGCs)'는 가공된 정보를 뇌로 전달하는 메신저 역할을 합니다. 치콜니스키 교수는 인간 망막에 약 20여 개의 RGC 유형이 존재하며, 각 유형은 마치 '포토샵 필터(Photoshop filters)'처럼 시각 장면에서 움직임, 색상, 공간적 세부 사항 등 서로 다른 특징을 추출한다고 설명합니다. 이러한 20가지의 서로 다른 시각 정보가 뇌에서 통합되어 우리가 경험하는 일관된 시각 세계가 완성됩니다.

신경 공학을 통한 시각 복구 및 증강

치콜니스키 교수의 연구 핵심은 이러한 망막의 신경 코드를 이해하여 실명 환자를 위한 '신경 보철(neural prostheses)'을 설계하는 것입니다. 현재의 인공 망막 기술은 단순히 전극을 배치하는 수준에 머물러 있지만, 그는 망막의 세포 유형별 기능을 존중하는 정밀한 자극이 필요하다고 지적합니다. 그는 "오케스트라가 교향곡을 연주하는 것"처럼, 각 세포 유형에 맞는 특정 신호를 전달해야 자연스러운 시각적 경험을 재현할 수 있다고 말합니다.

또한, 이러한 기술은 단순히 시각 장애를 치료하는 것을 넘어 인간의 시각 능력을 '증강(augmentation)'하는 방향으로 나아갈 수 있습니다. 예를 들어, 텍스트를 읽으면서 동시에 운전하는 것과 같은 다중 작업이 가능해지거나, 인간이 볼 수 없는 파장의 빛을 감지하는 등 신경 인터페이스를 통해 뇌의 대역폭을 확장할 수 있다는 가능성을 제시합니다. 이는 단순히 Sci-fi(공상과학)의 영역이 아니라, 정밀한 전기 생리학적 기록과 AI 기술을 결합한 실제적인 공학적 과제입니다.

결론: 정밀한 신경 제어의 중요성

휴버먼 박사는 신경 보철의 성공을 위해서는 히포캠퍼스(해마)와 같은 복잡한 영역보다 망막과 같이 세포 유형과 회로가 명확히 밝혀진 곳에서부터 시작해야 한다는 점에 동의합니다. 또한, 약물이나 전기 충격 요법(ECT)과 같은 비특이적인 뇌 자극 방식과 달리, 치콜니스키 교수가 연구하는 방식은 특정 세포 유형을 타겟팅하여 정밀하게 변조하는 'Apex of precision(정밀함의 정점)'을 지향합니다. 결론적으로, 망막 연구는 인간의 질병을 치료하고 뇌의 잠재력을 확장하는 신경 공학의 가장 책임 있고 효율적인 출발점이 될 것입니다.

🎯Key Sentences

1
I'll narrate it from scratch if that makes sense.
처음부터 다시 설명해 드릴게요. 이해하시기 쉬우실 거예요.
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📝Key Phrases

1
spells out in very clear terms
매우 명확한 용어로 설명하다
2
at the course of today's discussion
오늘 논의 과정에서
3
get heavily into the topic
그 주제에 푹 빠지다
4
on the same page
같은 생각이다
5
at risk of throwing too much at you
너무 많은 걸 한꺼번에 부탁드리는 건 아닌가 싶지만
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📖 Transcript

Welcome to the Huberman Lab podcast where we discuss science and science-based tools for everyday life.
I'm Andrew Huberman and I'm a professor of neurobiology and ophthalmology at Stanford School of Medicine.
My guest today is Dr. E.J. Chicholnysky.
Dr. E.J. Chicholnysky is a professor of neurosurgery, ophthalmology, and neuroscience at Stanford University.
He is one of the world's leading researchers trying to understand how we see the world around us,
that is how visual perception occurs, and then applying that information directly to the design of neural prostheses,

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