What are mini brains? - Madeline Lancaster

번역: hyemi kwon 검토: Jihyeon J. Kim

This pencil-eraser-sized mass of cells is something called a brain organoid.

여기 연필 지우개만한 세포 덩어리의 이름은 뇌 오가노이드입니다

It’s a collection of lab-grown neurons and other brain tissue

실험실에서 키운 뉴런과 뇌 조직이죠.

that scientists can use to learn about full-grown human brains.

과학자들이 다 자란 인간의 뇌를 연구하는데 사용합니다.

And it can be grown from a sample of your skin cells.

피부 세포에서 채취해서 배양할 수 있죠.

Why would we need such a thing?

이런 게 왜 필요할까요?

Neuroscientists face a challenge:

신경 과학자들은 문제에 직면해 있습니다.

shielded by our thick skulls and swaddled in layers of protective tissue,

인간의 뇌는 두꺼운 뼈로 둘러 쌓여있고 세포들이 층층이 보호하고 있어서

the human brain is extremely difficult to observe in action.

활동 중의 뇌를 관찰하기는 극도로 어렵습니다.

For centuries, scientists have tried to understand them using autopsies,

수 세기 동안 과학자들은 부검과

animal models,

동물 실험

and, in recent years, imaging techniques.

그리고 최근에는 영상 의학으로 이해해보려고 노력했습니다.

We’ve learned a lot through all these methods,

이 방법들을 통해 많은 발전을 이루었지만

but they have limitations.

여전히 한계가 있습니다.

Conditions like Alzheimer’s and schizophrenia,

알츠하이머와 조현병과

and the effect on the human brain of diseases like Zika,

지카 바이러스 같은 질병이 인간 뇌에 미치는 영향은

continue to hide beyond our view, and our understanding.

여전히 우리 시야 밖에 있어서 이해하기 힘듭니다.

Enter brain organoids, which function like human brains

뇌 오가노이드는 인간의 뇌와 같은 기능을 하지만

but aren’t part of an organism.

장기기관의 한 부분은 아닙니다

Each one comes from an undifferentiated stem cell,

각각의 세포는 미분화된 줄기세포로부터 나왔는데

which is a cell that can develop into any tissue in the body,

이것은 인체의 어떠한 조직으로도 성장할 수 있는 세포입니다.

from bone to brain.

뼈에서부터 뇌 까지 말이죠.

Scientists can make undifferentiated stem cells from skin cells.

과학자들은 피부 세포로부터 미분화된 줄기세포를 만들 수 있어요.

That means they can take a skin sample from a person with a particular condition

즉, 특정한 조건을 가진 한 사람의 피부 샘플을 가지고

and generate brain organoids from that person.

그 사람으로부터 뇌 오가노이드를 만들어낼 수 있다는 뜻입니다.

The hardest part of growing a brain organoid,

뇌 오가노이드를 성장시키는데 가장 어려운 점은

which stumped scientists for years,

몇 년 동안 풀지 못했던 문제인데

was finding the perfect combination of sugars, proteins, vitamins, and minerals

당, 단백질, 비타민, 미네랄의 완벽한 조합을 찾는 것이었습니다.

that would induce the stem cell to develop a neural identity.

줄기세포를 뇌 세포로 성장하게 도와주는 것이죠.

That was only discovered recently, in 2013.

이것은 2013년인 최근에야 겨우 밝혀졌습니다.

The rest of the process is surprisingly easy.

다른 과정들은 놀랍도록 쉽습니다.

A neural stem cell essentially grows itself,

신경 줄기세포는 스스로 성장합니다.

similar to how a seed grows into a plant,

식물이 씨앗에서 자라는 것과 비슷하죠.

all it needs are the brain’s equivalents of soil, water, and sunlight.

뇌에게 필요한 토양, 물, 그리고 햇빛만 있으면 돼요.

A special gel to simulate embryonic tissue,

배아조직과 같은 특별한 젤과

a warm incubator set at body temperature,

체온에 맞춰진 따뜻한 인큐베이터

and a bit of motion to mimic blood flow.

그리고, 혈류를 대신할 약간의 장치가 필요합니다.

The stem cell grows into a very small version

이 줄기세포는 인간의 뇌의 초기발달의 성장을 보여주는

of an early-developing human brain,

아주 작은 버전입니다

complete with neurons that can connect to one another

뉴런들이 서로 완전하게 연결되고

and make simplified neural networks.

간단한 신경조직을 만듭니다.

As mini brains grow, they follow all the steps of fetal brain development.

작은 뇌의 성장은 태아의 뇌의 발달단계를 따릅니다.

By observing this process, we can learn how our neurons develop,

이 과정을 관찰하면 어떻게 우리의 뉴런이 발달하는지 알 수 있어요.

as well as how we end up with so many more of them in our cortex,

우리 뇌의 피질안에, 논리적이고 합리적인, 높은 인지능력을 지닌 세포를

the part responsible for higher cognition like logic and reasoning,

다른 어떤 종들 보다도 더 그렇게 많이 가질 수 있는지요.

than other species.

Being able to grow brains in the lab, even tiny ones,

실험실 안에서 아무리 작은 뇌라도 기른다는 것은

raises ethical questions, like:

윤리적인 문제를 야기할 수 있습니다.

Can they think for themselves, or develop consciousness?

그 뇌는 스스로 생각하거나 인지작용을 발달시킬 수 있을까요?

And the answer is no, for several reasons.

아닙니다. 몇 가지 이유가 있어요.

A brain organoid has the same tissue types as a full-sized brain,

뇌 오가노이드는 완전한 크기의 뇌와 같은 조직을 가지고 있지만

but isn’t organized the same way.

같은 방법으로 구성되어 있지는 않아요.

The organoid is similar to an airplane

이 오가노이드는 부품들을 분해해서 무작위로 결합된 비행기와 비슷합니다.

that’s been taken apart and reassembled at random;

you could still study the wings, the engine, and other parts,

날개, 엔진, 그리고 다른 부분들을 연구할 수는 있지만

but the plane could never fly.

그 비행기는 절대 날지 못합니다.

Similarly, a brain organoid allows us to study different types of brain tissue,

이와 같이, 뇌 오가노이드로 뇌의 여러 부분들을 연구할 수는 있지만

but can’t think.

그 뇌는 생각하지는 못합니다.

And even if mini brains were organized like a real brain,

미니브레인이 실제 뇌와 같이 조직되었다고 해도

they still wouldn’t be able to reason or develop consciousness.

그것은 생각하거나 의식을 발달시킬 수 없을 거예요.

A big part of what makes our brains so smart is their size,

우리의 뇌가 지능적인 가장 큰 이유는 그 크기 때문입니다.

and mini brains have only about 100,000 neurons

미니브레인은 겨우 10만 개의 뉴런을 가집니다.

compared to the 86 billion in a full-sized brain.

그에 비해, 완전한 크기의 뇌는 860억 개를 가지고 있어요.

Scientists aren’t likely to grow larger brain organoids anytime soon.

과학자들이 아직은 뇌 오가노이드를 더 크게 만들지는 못할 겁니다.

Without blood vessels to feed them,

영양분을 줄 수 있는 혈관 없이는 말이죠.

their size is limited to one centimeter at most.

그 크기는 고작 1cm로 한계가 있습니다.

Finally, mini brains aren’t able to interact with the outside world.

결국, 미니브레인은 바깥 세상과 소통할 수 없습니다.

We learn by interacting with our environments: receiving inputs

우리는 환경과 소통하며 발전합니다.

through our eyes, ears, and other sensory organs, and reacting in turn.

우리의 눈, 귀, 감각기관을 통해 정보를 받아들이고 그것에 반응합니다.

The complex neural networks that underlie conscious thoughts and actions

의식적인 사고와 행동에 의해 일어나는 복합적인 신경 작용은

develop from this feedback loop.

이러한 피드백으로부터 발전됩니다.

Without it, the organoids can never form a functional network.

이것이 없이는 오가노이드가 기능하는 연결망을 만들지 못합니다.

There’s nothing quite like the actual human brain,

실제 인간의 뇌와 같은 것은 없습니다.

but mini brains are an unprecedented tool

그러나 확실히 미니브레인은 전례없는 도구입니다.

for studying everything from development to disease.

성장과정에서부터 병에 이르기까지 모든 것을 연구할 수 있어요.

With luck, these humble organoids can help us discover

다행히, 이 오가노이드는 인간의 뇌가 왜 특별한 것인지

what makes the human brain unique,

알게 하는데 도움이 됩니다.

and maybe bring us closer to answering the age-old question:

그리고 아마도 아주 오래된 질문에 대한 답을 구할 수 있을지도 몰라요.

what makes us human?

사람을 사람답게 하는 것은 무엇일지에 대한 질문이죠.