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번역: Gayun Kim
검토: Jihyeon J. Kim
00:12
Hello, everybody.
0
12904
1405
안녕하세요, 여러분.
00:14
I brought with me today a baby diaper.
1
14333
2643
오늘 전 아기 기저귀를
가지고 왔는데요.
00:18
You'll see why in a second.
2
18793
1722
그 이유는 잠시 후에 아실 겁니다.
00:20
Baby diapers have interesting properties.
3
20539
2010
기저귀에는 흥미로운 요소들이 있습니다.
00:22
They can swell enormously
when you add water to them,
4
22573
2691
물을 가하면 엄청나게 부풀어오르는 점은
00:25
an experiment done
by millions of kids every day.
5
25288
2984
매일 수백만 명의
아이들이 하는 실험이죠.
00:28
(Laughter)
6
28296
1150
(웃음)
00:29
But the reason why
7
29470
1494
기저귀의 흡수성이 뛰어난 이유는
우수한 디자인에 있습니다.
00:30
is that they're designed
in a very clever way.
8
30988
2190
00:33
They're made out of a thing
called a swellable material.
9
33202
2635
기저귀는 부풀어오르는 소재로 만들며
00:35
It's a special kind of material that,
when you add water,
10
35861
2737
이 특수 소재는 물을 가했을 때
엄청나게 부풀어오르는데요.
00:38
it will swell up enormously,
11
38622
1430
약 천 배 정도의 부피로 늘어납니다.
00:40
maybe a thousand times in volume.
12
40076
2166
00:42
And this is a very useful,
industrial kind of polymer.
13
42266
3236
산업상으로도 매우 유용하게 쓰이죠.
00:45
But what we're trying to do
in my group at MIT
14
45819
2526
MIT의 제 팀은 현재
00:48
is to figure out if we can do
something similar to the brain.
15
48369
3213
비슷한 원리를 인간 뇌에
적용 가능성을 연구하고 있습니다.
00:51
Can we make it bigger,
16
51606
1159
뇌를 안을 볼 수 있을 만큼 확대하여
00:52
big enough that you
can peer inside
17
52789
1678
00:54
and see all the tiny building blocks,
the biomolecules,
18
54481
2628
각각의 단위체와 생체 분자를 관찰하고
3차원으로 어떻게 조직되어 있는지
00:57
how they're organized in three dimensions,
19
57133
2151
그 구조와, 뇌에 대한 진실을
알고자 하는 것입니다
00:59
the structure, the ground truth
structure of the brain, if you will?
20
59308
3485
01:02
If we could get that,
21
62817
1158
만약 실험이 성공한다면
01:03
maybe we could have a better understanding
of how the brain is organized
22
63999
3509
우리 뇌를 보다 잘
이해할 수 있을 겁니다.
어떻게 생각을 하고, 감정을 느끼며
01:07
to yield thoughts and emotions
23
67532
1659
행동을 하고 흥미를 느끼는지를요.
01:09
and actions and sensations.
24
69215
1719
01:10
Maybe we could try to pinpoint
the exact changes in the brain
25
70958
3415
아마도 뇌의 변화를 정확히 짚어내어
01:14
that result in diseases,
26
74397
1776
질병을 유발하는 요소들
특히 알츠하이머, 간질,
파킨슨병과 같이
01:16
diseases like Alzheimer's
and epilepsy and Parkinson's,
27
76197
3212
01:19
for which there are few
treatments, much less cures,
28
79433
2578
완전한 치료법이 거의 없고
근본을 알 수 없는 병의
01:22
and for which, very often,
we don't know the cause or the origins
29
82035
3617
01:25
and what's really causing them to occur.
30
85676
2135
원인을 규명할 수 있을 것입니다.
01:28
Now, our group at MIT
31
88613
1740
자, MIT의 저희 팀은
01:30
is trying to take
a different point of view
32
90377
2686
지난 백 년간 신경과학이
진행되어 온 방식을
01:33
from the way neuroscience has
been done over the last hundred years.
33
93087
3230
새로운 관점에서 보고자 합니다
01:36
We're designers. We're inventors.
34
96341
1579
디자이너이자, 발명가로서
01:37
We're trying to figure out
how to build technologies
35
97944
2544
뇌를 들여다보고 고칠
기술을 고안하고자 합니다
01:40
that let us look at and repair the brain.
36
100512
2456
01:42
And the reason is,
37
102992
1151
그 이유는
우리 뇌가 놀랄만큼
복잡하기 때문입니다.
01:44
the brain is incredibly,
incredibly complicated.
38
104167
2801
01:47
So what we've learned
over the first century of neuroscience
39
107484
2887
신경과학의 첫 세기를
거치며 알아낸 것은
뇌가 매우 복잡한 신경망이며
01:50
is that the brain is a very
complicated network,
40
110395
2303
01:52
made out of very specialized
cells called neurons
41
112722
2480
특화된 세포인 뉴런으로
구성되어 있고 복잡한 구조에
01:55
with very complex geometries,
42
115226
1667
01:56
and electrical currents will flow
through these complexly shaped neurons.
43
116917
4237
이러한 뉴런에 전류가
흐른다는 사실입니다.
02:01
Furthermore, neurons
are connected in networks.
44
121653
2784
또, 뉴런들은 네트워크로
연결되어 있는데요.
02:04
They're connected by little junctions
called synapses that exchange chemicals
45
124461
3835
뉴런은 화학물질을 전달하는
시냅스로 연결되어 있고
02:08
and allow the neurons
to talk to each other.
46
128320
2218
시냅스는 뉴런 간의 소통을 담당합니다.
02:10
The density of the brain is incredible.
47
130562
1940
뇌의 밀도는 놀랍습니다.
02:12
In a cubic millimeter of your brain,
48
132526
2307
뇌의 1 세제곱 밀리미터안에는
뉴런이 약 10만 개가 존재하며
02:14
there are about 100,000 of these neurons
49
134857
2457
10억 개 이상의 연결고리가 있습니다.
02:17
and maybe a billion of those connections.
50
137338
2517
02:20
But it's worse.
51
140887
1382
하지만 이보다 더 심합니다.
02:22
So, if you could zoom in to a neuron,
52
142293
2305
만약 뉴런 하나를 확대할 수 있다면
02:24
and, of course, this is just
our artist's rendition of it.
53
144622
2750
물론 이건 화가의 연출일 뿐이지만요.
수천 가지 종류의
생체 분자와 나노기계가
02:27
What you would see are thousands
and thousands of kinds of biomolecules,
54
147396
4207
02:31
little nanoscale machines
organized in complex, 3D patterns,
55
151627
4400
3차원의 복잡한 구조로
된 것을 볼 수 있습니다
나노기계는 전기적인 박동을 만들어내며
02:36
and together they mediate
those electrical pulses,
56
156051
2628
02:38
those chemical exchanges
that allow neurons to work together
57
158703
3937
이때의 화학물질 교환이 뉴런으로 하여금
생각과 감정을 만드는
작용을 하게 합니다.
02:42
to generate things like thoughts
and feelings and so forth.
58
162664
3669
02:46
Now, we don't know how
the neurons in the brain are organized
59
166357
3764
우리는 뇌 속 뉴런들이 어떻게
네트워크를 만들도록
조직되어 있는지 모르고
02:50
to form networks,
60
170145
1174
02:51
and we don't know how
the biomolecules are organized
61
171343
2500
어떻게 생체분자들이 뉴런 내부에
02:53
within neurons
62
173867
1174
복잡하면서도 정돈된 기계를
만드는지 모르지만
02:55
to form these complex, organized machines.
63
175065
2405
02:57
If we really want to understand this,
64
177918
1820
이를 바르게 이해하고자 한다면
새로운 기술이 필요할 것입니다.
02:59
we're going to need new technologies.
65
179762
1817
03:01
But if we could get such maps,
66
181603
1784
앞서 말한 지도를 접할 수 있다면
03:03
if we could look at the organization
of molecules and neurons
67
183411
2943
즉, 생물의 분자와 뉴런, 그리고
뉴런 간의 네트워크를 볼 수 있다면
03:06
and neurons and networks,
68
186378
1566
03:07
maybe we could really understand
how the brain conducts information
69
187968
3437
뇌가 어떻게 감각기관으로부터
정보를 획득하고
03:11
from sensory regions,
70
191429
1167
03:12
mixes it with emotion and feeling,
71
192620
1736
감정, 느낌과 함께 섞어
03:14
and generates our decisions and actions.
72
194380
2394
판단하고 행동하는지
이해하게 될 겁니다.
아마 뇌 질환을 일으키는
03:17
Maybe we could pinpoint the exact set
of molecular changes that occur
73
197131
3789
분자 변화를 짚어낼 수도 있을 겁니다.
03:20
in a brain disorder.
74
200944
1202
분자 간 변화를 짚어내는 순간부터
03:22
And once we know how
those molecules have changed,
75
202170
2822
즉, 분자의 수량 변화나
패턴 변화를 알아내고부터는
03:25
whether they've increased in number
or changed in pattern,
76
205016
2780
03:27
we could use those
as targets for new drugs,
77
207820
2939
그것을 표적으로 신약을 만들어내고
03:30
for new ways of delivering
energy into the brain
78
210783
2271
뇌에 에너지를 공급하는 방법을 알아내어
뇌 질환으로부터 고통받는 이들의
03:33
in order to repair the brain
computations that are afflicted
79
213078
3880
뇌를 치료할 수 있을 것입니다.
03:36
in patients who suffer
from brain disorders.
80
216982
2299
03:39
We've all seen lots of different
technologies over the last century
81
219793
3243
지난 한 세기 동안 우리는
이러한 문제를 대면할
기술들을 보아왔습니다.
03:43
to try to confront this.
82
223060
1166
모두가 한 번쯤은 MRI로 찍힌
03:44
I think we've all seen brain scans
83
224250
1880
뇌 사진을 본 적이 있다고 생각합니다.
03:46
taken using MRI machines.
84
226154
2034
03:48
These, of course, have the great power
that they are noninvasive,
85
228212
3347
이러한 기술은 큰 힘을 갖는데요.
수술없이 인간에게
쓰일 수 있기 때문입니다.
03:51
they can be used on living human subjects.
86
231583
2355
03:54
But also, they're spatially crude.
87
234407
2231
하지만 이는 공간적으로 조잡합니다.
03:56
Each of these blobs that you see,
or voxels, as they're called,
88
236662
2990
여기서 볼 수 있는 덩어리
'화소'들은
03:59
can contain millions
and millions of neurons.
89
239676
2689
수백만 개의 뉴런을
담아낼 수 있습니다.
아직 정확한 분자 변화나
연결 구조를 밝혀 내지는 못했기에
04:02
So it's not at the level of resolution
90
242389
1850
04:04
where it can pinpoint
the molecular changes that occur
91
244263
2538
04:06
or the changes in the wiring
of these networks
92
246825
2286
우리가 의식을 갖고 힘있는 존재로
사는 원리 또한 모릅니다.
04:09
that contributes to our ability
to be conscious and powerful beings.
93
249135
3946
04:13
At the other extreme,
you have microscopes.
94
253797
3181
한편으로는 현미경이 있는데요.
빛을 이용해 작은 것을
관찰하는 현미경은
04:17
Microscopes, of course, will use light
to look at little tiny things.
95
257002
3295
수 세기동안 박테리아 등의
관찰에 쓰였고
04:20
For centuries, they've been used
to look at things like bacteria.
96
260321
3075
신경과학에서의 현미경은
04:23
For neuroscience,
97
263420
1151
04:24
microscopes are actually how neurons
were discovered in the first place,
98
264595
3412
뉴런을 처음으로
발견하게 한 장본인입니다.
약 130여년 전에요.
04:28
about 130 years ago.
99
268031
1292
하지만 현미경의 빛에는
근본적인 한계가 있습니다.
04:29
But light is fundamentally limited.
100
269347
2318
04:31
You can't see individual molecules
with a regular old microscope.
101
271689
3298
보통의 현미경으로는
개별 분자를 관찰할 수 없으며
미세한 연결고리는
더더욱 볼 수 없습니다.
04:35
You can't look at these tiny connections.
102
275011
2152
04:37
So if we want to make our ability
to see the brain more powerful,
103
277187
3942
그래서 뇌를 관찰하는 능력을 향상하고
뇌의 구조와 진실에
가까이 가기 위해서는
04:41
to get down to the ground truth structure,
104
281153
2168
04:43
we're going to need to have
even better technologies.
105
283345
3280
더욱 진보된 기술이 필요합니다.
04:47
My group, a couple years ago,
started thinking:
106
287611
2224
제 팀은 몇 년전 이렇게 생각했습니다.
04:49
Why don't we do the opposite?
107
289859
1412
'왜 우리는 반대로 하지 않을까?'
04:51
If it's so darn complicated
to zoom in to the brain,
108
291295
2461
뇌를 확대해 관찰하는 것이 어렵다면
04:53
why can't we make the brain bigger?
109
293780
1943
왜 뇌 자체를 확대하지 않는 것일까요?
04:56
It initially started
110
296166
1155
이 아이디어는 제 팀에
속한 두 대학원생
04:57
with two grad students in my group,
Fei Chen and Paul Tillberg.
111
297345
2996
페이 첸과 폴 틸버그에 의해 시작되어
현재는 다른 팀원들의
도움을 받고 있습니다.
05:00
Now many others in my group
are helping with this process.
112
300365
2720
저희는 기저귀 속의 성분과
비슷한 중합체를
05:03
We decided to try to figure out
if we could take polymers,
113
303109
2762
05:05
like the stuff in the baby diaper,
114
305895
1629
뇌 속에 물리적으로
심을 계획을 세웠습니다.
05:07
and install it physically
within the brain.
115
307548
2006
이 계획이 성공하고
05:09
If we could do it just right,
and you add water,
116
309578
2241
그 뒤 물을 가한다면 우리 뇌를 부풀려
05:11
you can potentially blow the brain up
117
311843
1835
생체분자를 식별할 만큼의 크기로
만들 수 있을 겁니다.
05:13
to where you could distinguish
those tiny biomolecules from each other.
118
313702
3377
뇌 속 연결고리를 관찰하고
05:17
You would see those connections
and get maps of the brain.
119
317103
2870
뇌 지도를 만들어내는 겁니다.
05:19
This could potentially be quite dramatic.
120
319997
1988
충분히 극적인 장면이죠.
작은 시범을 하나 보여드리겠습니다.
05:22
We brought a little demo here.
121
322009
3008
05:25
We got some purified baby diaper material.
122
325538
2575
정화된 기저귀 재료가 조금 있는데요.
이때 기저귀에 발생할 수 있는
05:28
It's much easier
just to buy it off the Internet
123
328137
2274
여러 가지 성분을 제거하기보다는
05:30
than to extract the few grains
that actually occur in these diapers.
124
330435
3475
인터넷에서 사는 게 더 쉬울 거예요.
05:33
I'm going to put just one teaspoon here
125
333934
2225
이제 여기에 티스푼 하나 정도의
05:36
of this purified polymer.
126
336706
1794
정화된 중합체를 가하고
물을 부으면 됩니다.
05:39
And here we have some water.
127
339270
2152
05:41
What we're going to do
128
341446
1162
우리가 지금부터 할 일은
05:42
is see if this teaspoon
of the baby diaper material
129
342632
3011
이 한 티스푼의 기저귀 성분이
05:45
can increase in size.
130
345667
1709
커질 수 있는지를 보는 것입니다.
05:48
You're going to see it increase in volume
by about a thousandfold
131
348687
3696
여러분은 이 소재의 부피가
천 배 가량 증가하는 것을
05:52
before your very eyes.
132
352407
1286
직접 보실 수 있을 겁니다.
06:01
I could pour much more of this in there,
133
361597
1972
이걸 더 많이 부어 볼 수도 있지만
여러분이 이 분자를 벌써
잘 이해하신 것 같습니다.
06:03
but I think you've got the idea
134
363593
1558
흥미로운 분자라는 것과
06:05
that this is a very,
very interesting molecule,
135
365175
2502
06:07
and if can use it in the right way,
136
367701
1912
알맞게 쓰일 경우
06:09
we might be able
to really zoom in on the brain
137
369637
2321
지난 기술로는 할 수 없었던 방법으로
06:11
in a way that you can't do
with past technologies.
138
371982
2594
뇌를 확대할 수 있다는 것을 말입니다.
자, 이제 약간의 화학을
설명하겠습니다.
06:15
OK. So a little bit of chemistry now.
139
375227
2054
기저귀 중합체 안에서
과연 무슨 일이 일어난 걸까요?
06:17
What's going on
in the baby diaper polymer?
140
377305
2442
06:19
If you could zoom in,
141
379771
1676
확대해보면
06:21
it might look something like
what you see on the screen.
142
381471
2673
화면과 같은 장면을
보실 수 있을 겁니다.
중합체란 사슬 형태의 원자들이
06:24
Polymers are chains of atoms
arranged in long, thin lines.
143
384168
4492
길고 가는 줄로 배열된 것을 말합니다
06:28
The chains are very tiny,
144
388684
1367
각각의 사슬은 매우 작은데요.
생체 분자 하나의 너비와 비슷합니다.
06:30
about the width of a biomolecule,
145
390075
1864
06:31
and these polymers are really dense.
146
391963
1747
중합체의 밀도 또한 매우 높습니다.
06:33
They're separated by distances
147
393734
1500
서로로부터 생체 분자 하나의
거리를 두고 떨어져 있죠.
06:35
that are around the size of a biomolecule.
148
395258
2252
06:37
This is very good
149
397534
1165
이는 긍정적인데요.
06:38
because we could potentially
move everything apart in the brain.
150
398723
3041
뇌 속 물질들을 떨어뜨려
놓을 수 있기 때문입니다.
06:41
If we add water, what will happen is,
151
401788
1848
이때 물을 가하면
06:43
this swellable material
is going to absorb the water,
152
403660
2515
부풀어오르는 소재가 물을 흡수하고
사슬들이 서로로부터 떨어져나가
06:46
the polymer chains will move
apart from each other,
153
406199
2400
소재의 부피가 증가하게 됩니다.
06:48
and the entire material
is going to become bigger.
154
408623
2634
06:51
And because these chains are so tiny
155
411615
1814
이 사슬들이 미세하고
생체 분자 단위로 떨어져있기 때문에
06:53
and spaced by biomolecular distances,
156
413453
2205
06:55
we could potentially blow up the brain
157
415682
2039
뇌를 관찰할 수 있을 정도의 크기로
06:57
and make it big enough to see.
158
417745
1633
부풀릴 수 있는 것입니다.
07:00
Here's the mystery, then:
159
420020
1240
여기서 신비로운 것은
07:01
How do we actually make
these polymer chains inside the brain
160
421284
3610
중합체 사슬들을
어떻게 뇌에 삽입하여
07:04
so we can move all the biomolecules apart?
161
424918
2239
분자들을 분리시킬 것인가 입니다.
이것을 할 수 있다면
07:07
If we could do that,
162
427181
1151
가장 근본적이고 진실된
뇌 지도를 만들고
07:08
maybe we could get
ground truth maps of the brain.
163
428356
2397
07:10
We could look at the wiring.
164
430777
1389
회로 구조와 내부의 분자를
볼 수 있을 것입니다.
07:12
We can peer inside
and see the molecules within.
165
432190
3157
07:15
To explain this, we made some animations
166
435925
2481
설명을 위해 애니메이션을 준비했는데요.
07:18
where we actually look
at, in these artist renderings,
167
438430
2603
화가에 의해 연출된 것이지만
07:21
what biomolecules might look
like and how we might separate them.
168
441057
3541
이를 통해 생체 분자들의 모양은 물론
분리방법을 고안해볼 수 있습니다.
07:24
Step one: what we'd have
to do, first of all,
169
444622
2549
가장 처음 해야할 일은
화면 속 갈색으로 보이는 분자를 모두
07:27
is attach every biomolecule,
shown in brown here,
170
447195
3389
07:30
to a little anchor, a little handle.
171
450608
2159
하나의 닻에 묶는 것입니다.
07:32
We need to pull the molecules
of the brain apart from each other,
172
452791
3095
우선 분자들을 분리시켜야 하는데요.
07:35
and to do that, we need
to have a little handle
173
455910
2326
중합체들이 분자와
결합하고 힘을 발휘하게 할
07:38
that allows those polymers to bind to them
174
458260
2285
07:40
and to exert their force.
175
460569
1542
닻이 필요하게 됩니다.
07:43
Now, if you just take baby diaper
polymer and dump it on the brain,
176
463278
3161
기저귀 중합체를 바로 뇌에 투입한다면
뇌 표면에 얹혀 있게 될 것입니다.
07:46
obviously, it's going to sit there on top.
177
466463
2037
그래서 중합체들이
침투하게 해야하는데요.
07:48
So we need to find a way
to make the polymers inside.
178
468524
2528
여기서 우리의 행운을 실감하게 됩니다.
07:51
And this is where we're really lucky.
179
471076
1788
07:52
It turns out, you can
get the building blocks,
180
472888
2188
앞서 말했던 '모노머',
즉 단위체를 모아
07:55
monomers, as they're called,
181
475100
1372
뇌 속으로 침투하게 하고
07:56
and if you let them go into the brain
182
476496
1784
화학반응을 일으킨다면
07:58
and then trigger the chemical reactions,
183
478304
2036
단위체가 뇌 조직 안에서
08:00
you can get them to form
those long chains,
184
480364
2702
사슬 형태로 조직되게 할 수 있습니다.
08:03
right there inside the brain tissue.
185
483090
1798
이 사슬들은 생체분자 주위는 물론
08:05
They're going to wind their way
around biomolecules
186
485325
2397
08:07
and between biomolecules,
187
487746
1221
그 사이에 들어가
08:08
forming those complex webs
188
488991
1625
복잡한 그물구조를 만듦으로써
08:10
that will allow you, eventually,
to pull apart the molecules
189
490640
2862
생체분자들을 서로로부터
떨어뜨려 놓습니다.
08:13
from each other.
190
493526
1175
08:14
And every time one
of those little handles is around,
191
494725
3054
또 앞서 말한 닻이 가까이 올 때마다
08:17
the polymer will bind to the handle,
and that's exactly what we need
192
497803
3350
중합체는 닻에 연결되어
분자들을 분리시키게 될 것입니다.
08:21
in order to pull the molecules
apart from each other.
193
501177
2531
08:23
All right, the moment of truth.
194
503732
1693
자, 이제 진실을 아실 때가 왔습니다.
08:25
We have to treat this specimen
195
505449
2148
이 표본은 화학적 처리를 통해
08:27
with a chemical to kind of loosen up
all the molecules from each other,
196
507621
3446
분자 간 연결이 느슨해질 것이고
물을 가할 때 부풀어오르는 소재는
08:31
and then, when we add water,
197
511091
1836
08:32
that swellable material is going
to start absorbing the water,
198
512951
2953
물을 흡수하게 될 것입니다.
08:35
the polymer chains will move apart,
199
515928
1703
중합체 사슬은 멀어질테지만
생체분자들이 따라오게 됩니다.
08:37
but now, the biomolecules
will come along for the ride.
200
517655
2722
08:40
And much like drawing
a picture on a balloon,
201
520401
2164
그리고 풍선에 그림을 그리고
08:42
and then you blow up the balloon,
202
522589
1587
풍선을 부풀릴 때처럼
이미지는 그대로 남게 되지만
08:44
the image is the same,
203
524200
1290
잉크 입자들은 서로 떨어지게 됩니다.
08:45
but the ink particles have moved
away from each other.
204
525514
2548
이것이 우리가 3차원의
단계에서 해낸 일입니다.
08:48
And that's what we've been able
to do now, but in three dimensions.
205
528086
3467
08:51
There's one last trick.
206
531577
1999
이제 마지막 단계가 남았는데요.
08:53
As you can see here,
207
533600
1218
여기서 보실 수 있듯이
08:54
we've color-coded
all the biomolecules brown.
208
534842
2109
생체분자들은 갈색으로 칠해져 있습니다.
08:56
That's because they all
kind of look the same.
209
536975
2170
이들이 모두 비슷하게
생겼기 때문인데요.
분자들은 동일한 원자들로 구성되지만
08:59
Biomolecules are made
out of the same atoms,
210
539169
2105
09:01
but just in different orders.
211
541298
2240
다른 구조로 배열되어 있습니다.
09:03
So we need one last thing
212
543562
1500
그래서 분자가 잘 보이게 하기 위해
마지막 한 단계가 더 필요합니다.
09:05
in order to make them visible.
213
545086
1695
09:06
We have to bring in little tags,
214
546805
1579
빛이 나는 염색약으로 칠해진
09:08
with glowing dyes
that will distinguish them.
215
548408
3019
꼬리표를 부착해 구별하는 겁니다.
09:11
So one kind of biomolecule
might get a blue color.
216
551451
2673
예를 들면, 한 종류의 생체분자는 파란색
또 다른 종류는 빨간색
09:14
Another kind of biomolecule
might get a red color.
217
554148
2351
09:16
And so forth.
218
556523
1276
이런 식으로요.
09:17
And that's the final step.
219
557823
1552
이게 바로 마지막 한 단계인데요.
09:19
Now we can look at something like a brain
220
559399
2278
이를 통해 뇌를 보고
09:21
and look at the individual molecules,
221
561701
1796
낱개의 분자를 관찰하게 되었습니다.
09:23
because we've moved them
far apart enough from each other
222
563521
2707
분자들을 구분이 가능할 만큼
떨어뜨려 놓았기 때문이죠.
09:26
that we can tell them apart.
223
566252
1698
09:27
So the hope here is that
we can make the invisible visible.
224
567974
2834
제 소망은 눈에 보이지
않는 것을 보이게 하는 겁니다.
09:30
We can turn things that might seem
small and obscure
225
570832
2566
작고 애매하게 보이는 것을 확대하여
09:33
and blow them up
226
573422
1151
생명에 대한 정보의 원천이
되게 하는 것입니다.
09:34
until they're like constellations
of information about life.
227
574597
3177
09:37
Here's an actual video
of what it might look like.
228
577798
2375
실제 실험을 담은 영상을 보시죠.
작은 뇌를 접시에 얹고
09:40
We have here a little brain in a dish --
229
580197
2371
09:42
a little piece of a brain, actually.
230
582592
1747
사실, 뇌의 작은 조각인데요.
09:44
We've infused the polymer in,
231
584363
1596
중합체를 침투시키는 단계를 지나
09:45
and now we're adding water.
232
585983
1467
물을 가하는 단계에 이르렀습니다.
09:47
What you'll see is that,
right before your eyes --
233
587474
2358
여러분은 이제 두 눈으로
09:49
this video is sped up about sixtyfold --
234
589856
1923
60배속의 이 영상 속에서
09:51
this little piece of brain tissue
is going to grow.
235
591803
2725
뇌 조직이 커지는 것을
보실 수 있을 것입니다.
09:54
It can increase by a hundredfold
or even more in volume.
236
594552
3180
부피가 100배 이상 확대되는데요.
09:57
And the cool part is, because
those polymers are so tiny,
237
597756
2949
주목할만한 점은
중합체들이 너무나도 작기 때문에
10:00
we're separating biomolecules
evenly from each other.
238
600729
2559
생체분자들은 일정한 거리를 두고
떨어지게 된다는 점입니다.
10:03
It's a smooth expansion.
239
603312
1658
매끄러운 확장이죠.
10:04
We're not losing the configuration
of the information.
240
604994
2687
뇌의 정보는 하나도 유실되지 않은 채
10:07
We're just making it easier to see.
241
607705
2700
크기만 커져 관찰이 용이해지는 겁니다.
10:11
So now we can take
actual brain circuitry --
242
611333
2176
이제 실제 뇌의 회로를 볼 수 있습니다
10:13
here's a piece of the brain
involved with, for example, memory --
243
613533
3134
예를 들어, 기억에 관여하는
뇌 조직이 있다면
10:16
and we can zoom in.
244
616691
1263
바로 확대가 가능한 것인데요.
10:17
We can start to actually look at
how circuits are configured.
245
617978
2890
이를 통해 실제 회로의
구성을 알 수 있습니다.
10:20
Maybe someday we could read out a memory.
246
620892
1968
언젠가 기억을
읽을 수 있는 날도 오겠죠.
10:22
Maybe we could actually look
at how circuits are configured
247
622884
2779
또 아마 뇌의 회로가 어떻게
감정을 느끼도록 되어있는지
10:25
to process emotions,
248
625687
1152
10:26
how the actual wiring
of our brain is organized
249
626863
2922
각각의 회로 연결이 어떻게
10:29
in order to make us who we are.
250
629809
2567
우리 자신의 모습을 구성하는지요.
10:32
And of course, we can pinpoint, hopefully,
251
632400
2047
또 한 가지 희망사항은
분자단위의 뇌 문제를
짚어내는 것입니다.
10:34
the actual problems in the brain
at a molecular level.
252
634471
3159
10:37
What if we could actually
look into cells in the brain
253
637654
2569
예를 들어, 실제 뇌세포를
들여다 본다면 어떨까요.
10:40
and figure out, wow, here are the 17
molecules that have altered
254
640247
3083
'여기 이 17개의 분자가
뇌조직의 부정적 변화
10:43
in this brain tissue that has been
undergoing epilepsy
255
643354
3455
간질이나 파킨슨병 등에
10:46
or changing in Parkinson's disease
256
646833
1650
관여하고 있어" 와 같은 정보를
알아낼 수 있다면요.
10:48
or otherwise being altered?
257
648507
1517
뇌 내부에서 오작동한 구조들의
10:50
If we get that systematic list
of things that are going wrong,
258
650048
3043
목록을 만들어낼 수 있다면
치료의 목표로 삼아
10:53
those become our therapeutic targets.
259
653115
2199
알맞은 약을 조제할 수 있을 것이고
10:55
We can build drugs that bind those.
260
655338
1677
뇌의 각 부분에 에너지를 조준하여
10:57
We can maybe aim energy
at different parts of the brain
261
657039
2627
10:59
in order to help people
with Parkinson's or epilepsy
262
659690
2687
파킨슨병이나 간질처럼
11:02
or other conditions that affect
over a billion people
263
662401
2551
전세계 수많은 사람들에 영향을 미치는
11:04
around the world.
264
664976
1213
질환의 치료법을 밝힐 수 있을 겁니다
우리 주위에는 흥미로운
일들이 일어나고 있습니다.
11:07
Now, something interesting
has been happening.
265
667246
2206
11:09
It turns out that throughout biomedicine,
266
669476
2705
확대의 방식이 도움을 줄 수 있을
11:12
there are other problems
that expansion might help with.
267
672205
2666
생물의약적 문제들이 나타난 것이죠.
11:14
This is an actual biopsy
from a human breast cancer patient.
268
674895
3234
이는 실제 유방암 환자의
생체검사 결과로부터 도출된 것인데요.
11:18
It turns out that if you look at cancers,
269
678505
2188
암세포들을 관찰하거나
11:20
if you look at the immune system,
270
680717
1611
면역시스템
노화, 발달 등을 들여다 본다면
11:22
if you look at aging,
if you look at development --
271
682352
2513
11:24
all these processes are involving
large-scale biological systems.
272
684889
4497
이 모든 과정들은
하나의 생체시스템에 속해
작동하고 있음에도
11:29
But of course, the problems begin
with those little nanoscale molecules,
273
689410
4024
문제점은 작은 나노 규모의 분자들
11:33
the machines that make the cells
and the organs in our body tick.
274
693458
3869
인체의 세포와 기관을 작동시키는
소기계들로부터 시작되는 것입니다.
11:37
So what we're trying
to do now is to figure out
275
697351
2222
우리가 알아내고자 하는 것은
11:39
if we can actually use this technology
to map the building blocks of life
276
699597
3466
이러한 기술로 생명의
단위체를 지도화하여
치료에 적용할 수 있는가 입니다.
11:43
in a wide variety of diseases.
277
703087
1745
11:44
Can we actually pinpoint
the molecular changes in a tumor
278
704856
2896
종양이 발생할 때의
분자 변화를 짚어내어
11:47
so that we can actually
go after it in a smart way
279
707776
2369
보다 효과적으로 종양을 쫓고
제거하려는 세포만 제거할
약을 만들어 낼 수 있을까요?
11:50
and deliver drugs that might wipe out
exactly the cells that we want to?
280
710169
3944
약을 만드는 대부분의 과정에는
11:54
You know, a lot of medicine
is very high risk.
281
714137
2335
큰 위험이 따르고
11:56
Sometimes, it's even guesswork.
282
716496
1782
가끔은 추리력이 필요하기도 합니다.
11:58
My hope is we can actually turn
what might be a high-risk moon shot
283
718626
3875
제 소원은
이처럼 여태껏 큰 위험을 갖던 분야를
12:02
into something that's more reliable.
284
722525
1769
보다 의지할 만한 것으로
만드는 것입니다.
12:04
If you think about the original moon shot,
285
724318
2055
실제 달 착륙
즉, 달에 도착한 과정을 생각하면
12:06
where they actually landed on the moon,
286
726397
1898
모든 과정이 과학을 바탕으로 했습니다.
12:08
it was based on solid science.
287
728319
1444
12:09
We understood gravity;
288
729787
1603
우리는 중력을 이해했고
공기역학을 터득했으며
12:11
we understood aerodynamics.
289
731414
1341
12:12
We knew how to build rockets.
290
732779
1395
로켓을 만드는 방법을 알아냈습니다.
과학적 위험은
통제 범위에 있었던 것이죠.
12:14
The science risk was under control.
291
734198
2468
12:16
It was still a great, great
feat of engineering.
292
736690
2753
공학 역사에 길이 남을 위업이었습니다.
12:19
But in medicine, we don't
necessarily have all the laws.
293
739467
2645
하지만 의학에서 우리에게는
그만큼의 정보가 없습니다.
12:22
Do we have all the laws
that are analogous to gravity,
294
742136
3109
중력에 해당하는 법칙이 없고
공기역학과 비등하게 쓰일
정보가 없습니다.
12:25
that are analogous to aerodynamics?
295
745269
2344
12:27
I would argue that with technologies
296
747637
1730
저는 제가 오늘 언급한 기술들이
12:29
like the kinds I'm talking about today,
297
749391
1872
의학의 필수 정보를
유도해내리라 믿습니다
12:31
maybe we can actually derive those.
298
751287
1693
생물시스템에 나타나는 패턴들을 기록해
12:33
We can map the patterns
that occur in living systems,
299
753004
2857
12:35
and figure out how to overcome
the diseases that plague us.
300
755885
4558
우리를 괴롭혀온 질병들을
이겨낼 방법을 찾을 수 있을 것입니다.
12:41
You know, my wife and I
have two young kids,
301
761499
2079
제 아내와 저는 두 명의 자녀가 있는데
12:43
and one of my hopes as a bioengineer
is to make life better for them
302
763602
3234
생명공학자로서 저의 꿈은
그들에게 현재 우리의 삶보다
12:46
than it currently is for us.
303
766860
1729
더 나은 삶을 주는 것입니다.
12:48
And my hope is, if we can
turn biology and medicine
304
768613
3730
제 소망은, 생물학과 의학이 더 이상
12:52
from these high-risk endeavors
that are governed by chance and luck,
305
772367
4357
운과 기회에 의해
좌지우지되는 분야가 아닌
12:56
and make them things
that we win by skill and hard work,
306
776748
3927
실력과 노력으로 성공을
이뤄내는 분야로 만들고 싶습니다.
13:00
then that would be a great advance.
307
780699
1898
그것만으로도 큰 발전이
되리라고 믿습니다.
13:02
Thank you very much.
308
782621
1206
대단히 감사합니다.
13:03
(Applause)
309
783851
10383
(박수)
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