이도헌 교수, 한·미 공동연구로 조현병 예측 마커와 원인 규명

이도헌 교수, 한·미 공동연구로 조현병 예측 마커와 원인 규명

이도헌(왼쪽) KAIST 바이오및뇌공학과 교수와 조유상 한국한의학연구원 선임연구원.[KAIST 제공]

(사회 = FDNnews) 솔로 저널리스트 최봉혁 기자 = KAIST 바이오및뇌공학과 이도헌 교수와 한국한의학연구원 공동연구팀은 미국 스탠리 의과학연구소와의 국제공동연구를 통해, 인공지능을 활용하여 조현병의 원인을 치료할 수 있는 실마리를 찾았다.

연구팀은 미 스탠리연구소의 다수준 뇌 조직 데이터에 최근 주목받는 인공지능 기술인 `설명가능한 심층학습' 기술을 접목해, 선천적 유전형과 조현병 사이의 병리를 설명하는 인공신경망 모델을 구축했다. 그리고 모델을 해석하여, 선천적 유전형이 유전자·단백질 발현 조절을 통해 뇌의 전전두엽피질, 안와전두엽피질 신경세포의 발생을 변화시켜 조현병 취약성을 결정한다는 사실을 밝혀냈다.

또한, 뇌의 신경세포 밀도를 감소시키는 유전형 조합을 조현병 예측 마커로 제시해, 개인화된 조현병 예측과 세포 치료 등을 통한 조현병 원인치료의 가능성을 열었다.

연구 결과

연구팀은 미 스탠리연구소에서 제공받은 조현병 환자와 정상인의 뇌 조직 데이터를 활용하여, 선천적 유전형과 조현병 사이의 병리 모델을 구축했다. 그리고 모델을 해석하여, 선천적 유전형이 유전자·단백질 발현 조절을 통해 뇌의 전전두엽피질, 안와전두엽피질 신경세포의 발생을 변화시켜 조현병 취약성을 결정한다는 사실을 밝혀냈다.

또한, 뇌의 신경세포 밀도를 감소시키는 유전형 조합을 조현병 예측 마커로 제시했다. 이 예측 마커를 활용하면, 조현병 발병 위험이 높은 사람들을 조기에 선별하여, 개인화된 조현병 예측과 세포 치료 등을 통한 원인치료가 가능할 것으로 기대된다.

연구 의의

이번 연구는 인공지능을 활용하여 조현병의 원인을 규명하고, 조현병 예측 마커를 제시했다는 점에서 의의가 있다. 조현병은 그 심각성에도 불구하고, 원인이 명확히 밝혀지지 않아, 증상 억제만이 가능했던 질환이다. 이번 연구는 조현병의 원인치료를 위한 새로운 가능성을 제시했다는 점에서 큰 의의가 있다.

향후 연구 방향

연구팀은 이번 연구를 바탕으로, 조현병 환자의 뇌 조직에서 발현되는 유전형과 단백질의 상관관계를 더욱 정밀하게 분석할 계획이다. 또한, 조현병 예측 마커의 정확도를 높이기 위한 연구도 진행할 계획이다.

연구팀의 의견

이도헌 교수는 "이번 연구는 인공지능을 활용하여 조현병의 원인을 규명하고, 조현병 예측 마커를 제시했다는 점에서 의의가 있다"며, "향후 연구를 통해 조현병의 원인치료를 위한 새로운 가능성을 제시할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.