[아이티투데이 김효정 기자] 미래창조과학부는 2023년까지 뇌연구 신흥강국으로 도약 준비를 위해 특화 뇌지도 등 핵심 뇌기술 조기확보와 뇌연구 생태계 확충을 주요내용으로 하는 '뇌과학 발전전략'을 수립, 30일 발표했다. 뇌과학 발전 전략 실행을 위해 향후 10년간 3천400억원의 투자를 추진할 예정이다.

이 발전전략은 2014년 기준 선진국 대비 72%인 기술수준을 2023년까지 90%로 끌어올리고, 특화 뇌기능지도 구축․활용, 세계시장 선점 가능한 제품․서비스 등 세계 최고수준의 뇌연구 대표성과도 10건 이상 창출하는 것을 제시하고 있다.

해외 선진국들은 지능정보를 근간으로 하는 4차 산업혁명과 지능정보시대에 대비해, 미래 산업의 새로운 패러다임을 제시할 수 있는 가장 유력한 블루오션 중 하나인 뇌과학분야에서 기술경쟁력을 선점하기 위하여 2013년부터 국가 차원에서 전략적으로 대규모 뇌연구 프로젝트를 추진하고 있다.

이에 따라 미래부는 작년 하반기부터 뇌연구 분야의 전문가들과 함께 해외 정책 및 연구동향에 대해 심도있는 분석을 실시해, 우리나라 뇌과학의 발전방향과 실천과제 도출을 검토해 왔다. 뇌연구자 워크숍, 공개포럼, 토론회 및 공청회 등을 거쳐 이번 뇌과학 발전전략을 마련했다.

미래부는 ▲4차 산업혁명과 지능정보사회 도래에 있어 뇌과학의 역할과 발전 방향 ▲뇌연구에 있어서 선진국 추격형에서 선도형으로 연구도약 방안 ▲뇌연구의 이종기술간 융합추세 가속화에 따른 융합형 미래유망 도전기술 확보 ▲고령사회 진입(‘18년)에 따른 뇌질환 문제와 정밀의학 발전 추세를 고려한 맞춤형 뇌질환 극복 ▲뇌과학의 미래 신성장 산업으로의 발전 가능성과 이를 뒷받침하기 위한 생태계 육성 등을 중점적으로 고려했다.

■ 뇌과학 발전전략의 주요 내용

첫번째, '특화 뇌지도 구축'이다. 뇌지도는 뇌의 구조적·기능적 연결성을 수치화‧시각화한 데이터 베이스(DB)로, 뇌지도가 있다면 특정 뇌부위‧뇌회로의 변화와 긴밀히 연관되어 있는 뇌질환의 정확한 진단‧치료에 도움을 줄 수 있다.

뿐만 아니라, 최근 국소 뇌자극술 등 새로운 방법의 뇌질환 치료 기술이 확장되고 있어서, 뇌지도는 어떤 뇌부위 자극이 뇌질환의 치료에 필요한지에 대한 정확한 좌표 제공이 가능하다.

이에 우리는 이미 확보된 핵심기술을 바탕으로 선진국과 차별적으로 고등 인지기능의 첫 관문인 대뇌피질(후두정엽) 설계도 확보를 위한 고위 뇌기능 특화지도와 노화뇌질환 특화뇌지도 DB 2종을 2023년까지 확보할 계획이다.

두번째, '미래선점 뇌융합 챌린지 기술'이다. 인공지능과 정밀의학 시대의 도래를 대비하여 기술성숙도는 낮지만 유망한 기술분야를 발굴, 집중적으로 육성함으로써 미래유망 전략분야를 선점하기 위한 뇌지도 활용기술 개발을 추진한다.

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.

세번째, '차세대 NI-AI 연계기술'이다. 인공지능 기술의 도약을 위해서는 인간 뇌의 작동원리 연구를 통한 자연지능(NI:Natural Intelligence)과 인공지능의 연결이 돌파구가 될 것으로 전망되고 있다.

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

네번째, '생애주기별 맞춤형 뇌질환 극본 R&D'이다. 사회적 중요 이슈인 뇌질환 극복을 위해 주요 뇌질환 기전규명, 진단장비 및 종합적 진단‧치료기술 개발과 함께 지금까지 지원이 부족했던 소아청소년기 질환(자폐, 정신지체 등)에 대한 지원을 확대할 계획이다.

개개인의 특성을 고려한 정밀의학 개념을 뇌질환에 도입‧적용하는 연구개발을 추진하고, 환자의 뇌지도 정보에 기반한 생애주기별 맞춤형 뇌질환 극복기술도 개발해 나갈 예정이다.

■ 뇌연구 생태계 기반 확충 나서

더불어 미래부는 뇌연구 생태계 기반 확충에 적극 나선다는 방침이다.

뇌과학은 본래 기초과학, 의학, 공학 및 심리학 등이 연관되어 있는 융합과학 성격을 가지고 있으며, 또한 IT/NT/BT 기술과 뇌과학을 접목한 뇌중심 융합연구 추세로 발전하고 있다.

따라서 미래 뇌연구 R&D 추진을 위해서는 융합형 전문연구인력의 양성이 중요하므로 다양한 프로그램을 확대・운영할 계획이다.

또한, AI‧컴퓨터‧계산과학 등 이종 분야와의 융합인재 양성을 위한 학부 및 대학원 프로그램 확대를 유도하고, 관계부처와 협력하여 뇌의학분야의 중개임상연구 전문가 양성 지원을 확대할 예정이다.

뇌연구 자원도 안정적으로 확보한다는 계획이다. 병원 이외의 연구기관에서 뇌조직을 이용한 뇌연구가 가능하도록 제도개선과 뇌은행 운영규정 및 윤리지침 등을 제정하고, 연구용 뇌조직의 안정적 확보 및 뇌조직을 이용한 연구가 활성화 될 수 있도록 지원‧관리체계를 마련해 나갈 계획이다. 현재 산발적으로 집적되고 있는 국내 뇌연구 데이터를 모으고, 표준화된 데이터 포털 플랫폼을 구축하여 DB 서비스를 통한 융합 연구정보 공유를 촉진해 나갈 예정이다.

글로벌 연구역량 활용도 고려하고 있다. 우리가 가진 강점기술(뇌연구 챌린지 기술) 분야를 중심으로 국제 뇌연구 컨소시움 및 학술대회 구성‧운영을 적극 주도하고, 뇌지도 작성기술 표준화와 뇌지도 공유 등 목적지향적인 전략적 네트워킹을 위해 Asia Brain Initaitive(한․중․일 뇌지도 작성 컨소시엄)를 주도적 추진해 나갈 계획이다. 뇌지도 작성을 가속화하기 위해 한국뇌은행과 MOU를 체결한 해외 뇌은행과 전략적으로 협력*해 나갈 예정이며, 동시에 인간 뇌조직도 확보해 나갈 계획이다.

미래 뇌산업 준비에도 나선다. 다양한 뇌산업화 모델 및 성공사례 창출을 위하여 뇌연구 분야 중 조기사업화가 가능한 분야는 연구개발 초기부터 기업 참여를 적극 유도하고, 제품개발 지향형 R&D 기획과 수행을 추진할 계획이다. 허브기관이 집적한 뇌 관련 빅데이터를 활용하기 위한 데이터 공유시스템(온라인 클러스팅)을 구축하고, 인프라­인력­뇌기술 활용기업이 결합된 소규모 뇌연구·산업 클러스터(오프라인 클러스팅) 조성을 통해 창업 활성화를 지원할 계획이다.

■ 향후 10년간 총 3천400억 신규 재정 투자

미래부는 뇌과학 발전전략 실행을 위해 향후 10년간 총 3천400억원 규모의 신규 재정투자가 필요할 것으로 보고, 재정당국과 관련 재원마련 방안을 협의해 나갈 계획이다. 이중 특화뇌지도 구축에 약 1천900억원 소요(지도작성, 초정밀 장비, DB구축 등)된다.

내년에는 뇌지도 구축과 뇌융합 챌린지기술 개발, 인공지능 연계 기술개발 등을 위해 뇌과학원천기술개발사업을 통해 시범사업*으로 추진하되 2023년까지 지도작성을 완료하고, 이후에는 실용화 기술개발을 중심으로 연구를 진행할 계획이다.

2017년 시범사업은 뇌지도 작성, 미래선점 뇌융합챌린지기술 및 NI-AI 연계기술, 맞춤형 뇌질환 극복연구 등 총 100억원 규모로 추진 예정이다.

한편 2016년도 국내 뇌연구비 규모는 1천331억원 수준으로, 미래부 1천115억원, 복지부 145억원, 교육부 48억원 그리고 산업부 23억원 등이다.

미래부는 향후 특화 뇌지도 및 뇌융합 챌린지기술 확보 등을 통해 미래 블루오션인 뇌연구 분야에서 새로운 산업의 창출로 신성장 동력을 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

또한 뇌지도 정보와 인공지능 및 유전체 의학기술 등의 활용으로 개인 맞춤형 정밀의학이 발전되어 뇌질환 극복을 앞당길 수 있을 것으로 예상하고 있다.

미래부 홍남기 제1차관은 “뇌분야는 인류가 해결해야 할 미지의 영역이면서 차세대 블루오션의 하나”라고 말하며, “그간 뇌분야에 투자된 기반과 성과를 바탕으로 보다 선제적이고 전략적인 투자를 통해 뇌과학 신흥강국으로의 도약과 미래 신산업 창출을 도모해 나가겠다”고 밝혔다.