KAIST, 인공지능으로 조현병 치료 실마리 찾아

이도헌 교수, 한의학연구원·미국 스탠리 의과학연구소와 공동연구

조현병 선천적 병리 모델 밝혀, 원인치료 단서 확보

[대전=뉴시스] KAIST가 공동연구를 통해 밝혀낸 조현병 예측마커와 조현병 유발 원리. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 인공지능을 활용해 조현병을 치료할 수 있는 실마리를 찾았다.

KAIST는 바이오및뇌공학과 이도헌 교수가 한국한의학연구, 미국 스탠리 의과학연구소와 공동연구를 통해 인공지능으로 개인의 유전형과 조현병 사이의 선천적 병리모델 및 조현병 예측 마커를 발굴했다고 27일 밝혔다.

조현병은 개인에만 그치지 않고 심각한 사회문제를 유발할수 있음에도 아직 정확한 원인이 밝혀지지 않아 리스페리돈(risperidone), 클로자핀(clozapine) 등 항정신병제에 의한 증상 억제만이 가능한 실정이다.

이번에 이도헌 교수팀은 미 스탠리연구소의 다수준 뇌 조직 데이터에  인공지능 기술인 '설명가능한 심층학습' 기술을 접목해 선천적 유전형과 조현병 사이의 병리를 설명하는 인공신경망 모델을 구축했다.
 
이어 구축된 모델을 기반으로 선천적 유전형이 유전자·단백질 발현 조절을 통해 뇌의 전전두엽피질, 안와전두엽피질 신경세포의 발생을 변화시켜 조현병 취약성을 결정한다는 사실을 밝혀냈다.
 
또 뇌의 신경세포 밀도를 감소시키는 유전형 조합을 조현병 예측 마커로 제시해 개인화된 조현병 예측과 세포치료 등을 통한 조현병 원인치료의 가능성을 열었다.

KAIST 바이오및뇌공학과 이도헌 교수, 조유상 박사(한국한의학연구원 선임연구원), 미 스탠리연구소 김상현 박사, 마리 웹스터 박사가 공동으로 진행한 이번 연구는 영국 옥스퍼드대학교에서 발간하는 세계적 학술지 '능유전체학 브리핑(Briefings in Functional Genomics)' 9월호에 게재됐다.

이도헌 교수는 "이번 연구에서는 인공신경망의 중간 노드에 유전자 이름, 세포의 상태와 같은 구체적인 생물학적 의미가 부여된 노드를 배치하고 그들간의 연결관계를 기계학습기법으로 분석했다"며 "이를 통해 조현병 예측 마커와 조현병을 유발하는 원리를 확인했다"고 말했다.


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