눈을 만들어 낼 수는 없을까요?

과학자들이 만들어낸 인공 뇌가 드디어 두 개의 눈을 얻게 되었습니다. 이 눈은 수정체, 각막, 망막뿐만 아니라 뇌에 연결된 시신경까지 갖추고 있습니다. 그리고 인공 뇌는 이 두 개의 눈을 통해서 처음으로 세상에 빛을 보았고, 또 긴 잠에서 깨어날 수 있었습니다.

 

그동안 과학자들은 인공 뇌를 이용해 아주 놀라운 것들을 만들어 냈습니다. 최근에는 인공 뇌와 네안데르탈인의 뇌를 섞어서 하이브리드 뇌를 만들어 내는 데 성공하기도 했었습니다. 하지만 과학자들이 오래전부터 도전해 왔지만 계속 실패했던 아주 중요한 실험이 있었습니다. 바로 인공 뇌에서 눈을 만들어 내는 실험인데요. 사실 동물의 눈은 뇌의 일부가 변화해서 몸의 바깥쪽으로 드러나게 된 신체기관입니다. 즉 진화적인 측면에서 보면 눈은 뇌의 한 부분이라는 것입니다.

 

Photo by v2osk on Unsplash

 

따라서 인공 뇌를 잘 이용하면 분명히 세상을 볼 수 있는 수준의 눈을 만들어 낼 수 있다고 과학자들은 생각했습니다. 그동안 눈의 가장 초기 형태인 안배(Optic Cup)까지 발달시키는데 는 성공했었습니다. 하지만 인공 뇌의 신경에 연결되어 있고 제대로 구조를 갖추고 있는 진짜 눈을 만드는 데에는 매번 실패했었습니다. 분명히 인공 뇌에는 눈이 될 수 있는 세포가 존재하고 있었지만 이 세포를 눈으로 만들 수 있는 방법을 몰랐던 것입니다.

 

사실 인공 뇌뿐만 아니라 우리의 뇌에도 눈으로 발달할 수 있는 세포들이 존재하고 있습니다. 하지만 이 세포들은 세포들끼리 억제 신호를 주고받으며 항상 준비된 상태를 유지하고 있는데, 이 세포들이 주고받고 있는 신호를 차단할 수만 있다면 이 세포들을 활성화시켜 눈으로 발달할 수 있게 유도할 수 있을 거라고 과학자들은 생각했습니다.

 

그리고 오랜 연구 끝에 신호를 차단할 수 있는 물질을 찾아냈습니다. 이 물질은 바로 천연 비타민A 레티닐 아세테이트였습니다. 과학자들이 인공 뇌에 비타민A를 주입하자 눈을 만드는데 반드시 필요한 색소 세포가 형성되기 시작했습니다. 그리고 약 40일 정도가 지나자 색소 세포가 형성된 위치에서 다양한 시세포 및 망막, 수정체, 각막을 구성하는 조직이 나타나기 시작했습니다. 또한 망막의 조직에서 나온 시신경은 시교차를 형성하거나 인공 뇌의 내부 신경과 연결되어 있다는 것도 발견되었습니다.

 

그리고 이 두 개의 눈에 빛을 한번 비추어 보자 그동안 아무런 변화도 없었던 인공 뇌의 활동이 급격하게 증가하기 시작했습니다. 이는 인공 뇌의 눈에서 감지한 빛의 정보가 뇌에서 처리되고 있음을 보여주는 확실한 증거라고 할 수 있습니다. 즉 인공 뇌는 두 눈을 통해 빛을 보고 또 느끼고 있었던 겁니다. 인공 뇌의 유전자를 조사해 본 결과 빛을 느끼는 것과 관련된 유전자가 활성화되었다는 것도 발견할 수 있었습니다. 이 유전자의 활성화를 통해 인공 뇌의 뉴런은 눈을 얻기 전보다 훨씬 더 활발하게 움직이고 있었습니다.

 

이번의 연구결과는 눈에 문제가 있는 사람들에게 큰 희망이 되리라 기대되고 있습니다. 환자의 세포를 이용해 망막이나 수정체 등을 완전히 새롭게 만들어 낼 수 있는 기술로 이어질 수 있기 때문입니다. 앞으로도 과학자들은 인공 뇌에서 더 완벽한 눈을 만들어 내기 위한 연구를 계속 진행해 나갈 예정입니다. 이러한 노력을 통해 언젠가 우리는 새로운 눈으로 교체할 수 있는 날이 오게 될지도 모르겠습니다.