하버드 연구진이 4,096개의 마이크로홀 전극 배열을 갖춘 혁신적인 상보 금속 산화물 반도체(CMOS) 칩을 개발했습니다. 이 칩은 많은 수의 신경 세포에서 전기 활동을 기록할 수 있게 해주며, 연구팀은 2,000마리 쥐 신경세포와 이들 간의 70,000개 이상의 시냅스 연결을 매핑할 수 있었습니다. 이 칩은 이러한 연결의 신호 강도를 측정할 뿐만 아니라 전송되는 신호의 유형을 특성화합니다. 이 발전은 신경 연구에서 중요한 도약을 의미하며, 뇌 내 신경 연결을 상세히 매핑할 수 있는 가능성을 열어줍니다. 전통적인 방법인 전자 현미경은 시냅스 연결을 시각화할 수 있지만, 신호를 측정하고 기록하는 능력은 부족합니다. 반면, 패치 클램프 기법은 미세한 신경 신호를 기록하는 데 효과적이지만, 소수의 세포에만 제한되어 있어 더 큰 신경망을 연구하는 데는 덜 효과적입니다. CMOS 칩의 설계는 연구자들이 상대적으로 많은 수의 신경세포 간의 상호작용을 연구할 수 있게 하여, 사고 및 학습과 같은 복잡한 정신 과정에 대한 이해를 높입니다. 각 마이크로홀은 패치 클램프 전극과 유사하게 작동하며, 단일 칩에 4,000개 이상의 배열이 있어 연구자들은 3,600마리 쥐 신경세포를 모니터링하는 데 거의 90%의 성공률을 달성했습니다. 이로 인해 70,000개 이상의 연결을 기록할 수 있었으며, 이는 이전 기록인 300개 연결에서 크게 증가한 수치입니다. 이러한 발전에도 불구하고 연구자들은 생성된 방대한 데이터 분석에 대한 도전 과제가 남아 있음을 인정합니다. 그들은 또한 생체 뇌에서 배치할 수 있는 새로운 설계를 위해 작업하고 있으며, 이는 여러 기술적 발전으로 이어질 수 있습니다. 잠재적인 응용 분야로는 인공지능(AI) 훈련 및 더 효율적인 AI 칩 개발이 있으며, 이는 낮은 에너지 요구 사항으로 상당한 계산 능력을 제공할 수 있습니다. 또한, 이 연구는 시냅스 연결이 어떻게 작동하는지와 그들이 지각에 미치는 영향을 밝힘으로써 정신 건강 연구에 기여할 수 있습니다. 전반적으로 이 CMOS 칩은 신경과학에서 중요한 진전을 나타내며, 뇌 기능에 대한 우리의 이해와 기술 및 정신 건강 분야에서의 응용 가능성을 혁신할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다.
* 이 글은
tomshardware.com의 기사를 요약한 것입니다. 전체 기사의 내용은
이곳에서 확인하실 수 있습니다.