뇌과학 발전전략 비전 및 목표.ⓒ미래창조과학부

정부가 IT(정보통신), BT(생명공학), NT(나노공학) 등 미래 신수종산업의 핵심기술인 '뇌과학'을 국가 차원에서 육성한다.

이진규 미래창조과학부 기초원천연구정책관은 30일 정부과천청사 미래부 브리핑실에서 이 같은 추진안을 담은 '뇌과학 발전전략'을 발표하며 "선진화된 생태계를 기반으로 R&D(연구개발)를 강화해 다가오는 미래사회를 충실히 준비할 수 있도록 하겠다"고 강조했다.

이번 전략은 2014년 기준 선진국 대비 72%인 기술수준을 2023년까지 90%로 끌어올리고, 세계시장 선점이 가능한 뇌연구 대표성과 10건 이상 창출을 목표로 한다. 이를 위해 2023년까지 총 3400억원 규모의 예산을 투입한다.

해외 선진국들은 지능정보를 근간으로 하는 4차 산업혁명과 지능정보시대에 대비하고 뇌과학 분야에서 기술경쟁력을 선점하기 위해 일찌감치 대규모 뇌연구 프로젝트를 추진해왔다.

미국은 2013년 '브레인 이니셔티브'를 선포하고 5조5000억원을 뇌 연구에 투자하기로 했으며, EU는 1조4000억원 규모의 '휴먼 브레인 프로젝트(HBP)', 일본은 300억원 규모의 '브레인/마인드'라는 프로젝트를 각각 진행하고 있다.

미래부는 지난해 하반기부터 뇌연구 분야의 전문가들과 함께 해외 정책 및 연구동향에 대해 심도있는 분석을 실시해 이번 뇌과학 발전전략을 마련했다. 선진국 추격형에서 선도형으로 연구도약 방안을 마련하고, 2018년 고령사회 진입에 따른 뇌질환 문제를 극복하기 위해 맞춤형 뇌질환 극복 기술을 개발한다는 것이 골자다.

미래부는 구체적으로 뇌의 구조와 기능을 정리한 특화 뇌지도를 구축하는데 역량을 쏟을 계획이다. 3400억원의 예산 중 지도작성, 초정밀 장비, DB구축 등 특화뇌지도 구축에만 약 1900억원이 소요된다.

뇌지도는 뇌의 구조적·기능적 연결성을 수치화·시각화한 데이터베이스(DB)로, 특정 뇌부위·뇌회로의 변화와 긴밀히 연관돼 있는 뇌질환의 정확한 진단·치료에 도움을 줄 수 있다. 특히 어떤 뇌부위 자극이 뇌질환의 치료에 필요한지에 대한 정확한 좌표 제공이 가능하다.

이에 정부는 이미 확보된 나노매핑, 뇌투명화기술 등 핵심기술을 바탕으로 고등 인지기능의 첫 관문인 대뇌피질(후두정엽) 설계도를 확보하기 위해 고위 뇌기능 특화지도와 노화뇌질환 특화뇌지도 DB 2종을 2023년까지 확보할 계획이다.

이는 해외의 뇌지도 사업과 차별화를 꾀하기 위한 것이다. 미국은 현재 시각 기능과 관련된 대뇌피질에, 일본은 인지기능과 관련된 전전두엽에 집중해 뇌지도를 작성하고 있다.

인공지능과 정밀의학 시대를 대비해 기술성숙도는 낮지만 유망한 기술분야를 발굴, 집중적으로 육성해 미래유망 전략분야를 선점하기 위한 뇌지도 활용기술 개발도 추진한다.

정부는 △단위 뇌세포 분자수준 이미징기술 △미니뇌(오가노이드) 제작.활용기술 △ICT 융합을 통한 뇌기능 증진기술 △로봇팔 제어를 위한 뇌감각 신호 활용기술 △한국인 특이적 뇌질환 치료기술 등을 미래를 선점하기 위해 도전해야할 기술의 예로 들었다.

국내외 기술수요 예측과 파급력, 성장 가능성, 사회적 시급성 및 국내 연구기반 등을 고려, 5년 내에 가시적인 실용화 성과 도출이 가능한 과제를 적극 발굴·추진하고, 앞으로도 지속적으로 과제를 발굴해 나갈 계획이다.

자연지능(NI)와 인공지능(AI)을 연계한 기술 개발도 가속화한다. 인공지능 기술의 도약을 위해서는 인간 뇌의 작동원리 연구를 통한 자연지능과 인공지능의 연결이 돌파구가 될 것으로 전망되고 있다.

이에 따라 뇌연구 결과를 인공지능 관련 인공신경망 모델링 및 우수 알고리즘 개발에 활용해 보다 우수한 뇌 유사 컴퓨터 시스템의 구현에 기여할 수 있도록 관련 뇌연구 분야의 기초원천 연구를 지원해 나갈 계획이다.

아울러 정부는 알츠하이머, 치매, 파킨슨병 등 주요 뇌질환에 대응하기 위해 환자의 뇌지도 정보에 기반한 '생애주기별 맞춤형 뇌지환 극복기술'도 개발할 예정이다.

특히 주요 뇌질환 기전규명, 진단장비 및 종합적 진단·치료기술 개발과 함께 지금까지 지원이 부족했던 자폐, 정신지체 등 소아청소년기 질환에 대한 지원을 확대할 계획이다.

뇌 연구의 기반을 확충하기 위한 방안도 이번 전략에 포함됐다. 뇌연구 인력을 육성하기 위해 학·연 협력 프로그램을 확대하고, 병원 이외의 연구기관에서 뇌 조직을 이용한 연구가 가능하도록 제도를 개선한다.

또, 뇌 은행 운영규정과 윤리지침 등을 제정하고 연구용 뇌조직의 안정적 확보 및 뇌조직을 이용한 연구가 활성화될 수 있도록 지원체계를 마련해 나갈 방침이다. 한국뇌은행과 MOU를 체결한 해외 뇌은행과 전략적으로 협력함과 함께 인간 뇌조직을 확보하는 데도 관심을 기울인다.

미래부는 뇌과학 발전전략 실행을 위해 향후 10년간 총 3400억원 규모의 신규 재정투자가 필요할 것으로 보고 재정당국과 관련 재원마련 방안을 협의해 나갈 계획이다. 올해 국내 뇌연구비 규모는 1331억원 수준으로, 미래부 1115억원, 복지부 145억원, 교육부 48억원, 산업부 23억원 등이다.

홍남기 미래부 제1차관은 "뇌분야는 인류가 해결해야 할 미지의 영역이면서 차세대 블루오션의 하나"라며 "그간 뇌분야에 투자된 기반과 성과를 바탕으로 보다 선제적이고 전략적인 투자를 통해 뇌과학 신흥강국으로의 도약과 미래 신산업 창출을 도모해 나가겠다"고 말했다.

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