자신만의 질문 (띄어쓰기 포함 150자 이내): AI로 구현한 사람의 뇌에 질병 요소 및 치료 기법을 시뮬레이션하여 질환을 예방하고 실제 환자에게 맞춤형 치료법을 제공할 수 있지 않을까?

  몇 년 전 외삼촌이 조기측두치매 진단을 받았습니다. 진단 1년 전부터 작은 변화들이 나타난 후로 증상이 급격히 악화되었고, 병이 빠르게 진행되어 치료가 불가능한 상태가 되어 버렸습니다. 병이 상당히 진행된 뒤에야 진단이 이루어지고 치료가 어려워지는 과정을 보며, 뇌질환에 대해 알아보기 시작했습니다. 그때 “손교민 삼성전자 마스터 특강”에서 `AI시대를 위한 차세대 메모리` 강연을 듣고 뇌질환 예방과 진단 및 치료에는 AI가 얼마나 이용되는지 논문과 책을 통해 탐구했습니다.

  현재 AI는 뇌파, fMRI, EEG 등의 신호 데이터의 시각적 패턴, 단일세포 유전자 발현 데이터, 뇌 영상에서의 미세한 변화 등을 분석해 조기 진단과 맞춤형 치료 전략 제안에 사용됩니다. 저는 AI를 활용해 패턴을 탐지하고 분류의 정확도를 높이는 데서 더 나아가, ‘뇌의 특정 영역을 모방한 인공신경망 모델링을 개발한다면 생물학적 기작에 기반한 합리적인 추론이 가능하지 않을까?’라는 질문에 이르게 되었습니다. 이 질문에 대한 답이 환자와 가족에게 새로운 희망이 될 것입니다.

  아직은 데이터 부족, 노이즈, 설명가능성 부족 등 해결해야 할 과제들이 있지만, 이러한 한계를 극복하려는 시도가 학문적 도전을 만들어내며, 그 과정에서 뇌과학과 인공지능은 상호보완적으로 발전할 수 있을 것입니다.

뇌과학과 AI의 융합을 통해 환자를 돕는 기술적 수단의 개발을 넘어 인간의 뇌와 행동을 과학적으로 이해하는 근본적 탐구로 이어가고 싶습니다. 이는 뇌질환 연구와 더불어 사람을 이해하는 것에 과학적인 방식으로 다가가는 길이 될 것입니다.

  저는 질문하는 사람입니다. 주변의 당연해 보이는 현상에도 질문을 던지고 답을 찾기 위해 부단히 노력합니다. 특히 생명이라는 주제는 저에게 많은 질문을 던져 줍니다. 질문에 답을 찾고자 일반생물학, 기초뇌과학, 생화학, 감염과면역과 같은 생명과학 상위과목을 수강하며 학문적 기반을 다졌습니다. 학습과정에서 친구들에게 핵심 이론을 설명하며 스스로를 다시 점검할 수 있었고, 질문에 답하면서 부족한 부분을 채울 수 있어 좋은 성과를 냈습니다. 이처럼 기초학습을 통해 생명과학에 대한 깊은 이해와 연구자 간 원활히 소통하며 지식을 나누는 태도를 기를 수 있었습니다.

  3년 간의 생물분야 연구활동 또한 끊임없이 묻고 탐구하는 과정이었습니다. 실험과정에서의 예상치 못한 변수와 반복되는 실패는 협업의 중요성을 깨닫게 했고 문제 해결력, 창의성, 분석력을 키워주었습니다. ‘알츠하이머에서 나타나는 ErbB4의 비정상적 발현이 만성 염증에 미치는 영향’을 주제로 진행한 R&E에서는 여러 난관으로 처음부터 실험을 다시 설계하고 진행해야 하는 상황도 있었습니다. 정위좌표 수술과 같은 낯선 실험을 진행해야 하는 경우도 있었고 논문에서 이해가 어려운 부분들이 나오기도 했습니다. 하지만 관련 영상을 탐구하며 반복학습으로 익숙하게 만들어가는 자기주도적 학습을 하였고 이를 통해 탄탄한 지식을 축적했습니다. 또한 팀장으로서 팀원들과 긴밀히 협력하며 문제를 집요하게 분석하고 해결해 나간 결과, 한국과학기술경진대회에서 수상을 하기도 했으며 교내 최종발표회에서 우수연구학생상을 수상했습니다.

  수업과 연구활동에서 쌓은 지식을 바탕으로 다양한 임상적 사례를 탐구하는 과정에서 창의적사고와 문제해결 능력이 향상되었고 그 결과 한국뇌과학대회에서 대상과 함께 국제뇌과학대회에 한국 대표로 출전하기도 했습니다. 이를 통해 뇌과학에 대한 이해의 폭을 넓혔고, 해당 분야에서 성장하고 싶다는 열망이 더욱 확고해졌습니다. 이러한 경험의 연장선으로 현재는 “해마 내 PLCβ1의 세포 특이적 제거가 행동양상에 미치는 영향”을 주제로 졸업연구를 진행하고 있습니다.

  뇌과학은 여전히 미지의 영역이 많아 새로운 것을 탐구하는 도전정신, 끊임없는 호기심, 융합적 문제 해결력이 무엇보다도 중요하다고 생각합니다. 특히, 다양한 연구자들과의 협업능력이 필수적임을 몸소 깨달았는데, 고등학교 연구 활동 과정에서 팀원들, 교수님, 그리고 조교님과 소통하고 협력한 경험은 저에게 소중한 자산이 되었습니다. 실험설계 및 진행과정에서 겪은 궁금증과 문제를 여러 각도에서 성찰하고 해결하고자 노력한 경험은 저를 학문적으로 성장시키고 주도적인 자세를 키우는 밑거름이 되었습니다. 그 결과 졸업연구에서는 실험 구상부터 데이터 분석과 결과 해석까지 전 과정을 주도하며 보다 심화된 연구 경험을 쌓을 수 있었습니다.

이처럼 저는 3년 동안 진로에 대한 구체적인 탐색과 실천을 지속해왔으며, 성장의 경험들을 바탕으로 KAIST에서 보다 심화된 학문적 탐구와 도전적이고 창의적인 연구를 지속하며 과학자로서 한층 더 성장하고자 합니다.

저는 다음과 같은 활동을 통해 다양한 사람과 협력하며 서로의 차이를 존중하고, 어려움 속에서도 창의적이고 유연하게 문제를 해결하며 공동체를 이끄는 법을 배웠습니다. 또한 작은 배려와 봉사가 타인과 나 자신의 성장을 이끌 수 있다는 것을 체감하며, 앞으로 과학자로서 사회와 함께 성장하며 기여하는 연구자가 되고 싶다는 목표가 더욱 확고해졌습니다.

 1학년에는 국제과학축전의 생활도우미와 학교홍보대사로 활동하며 통번역을 맡아 행사 진행에 기여하고 외국 학생들의 적응을 도왔습니다. 2학년에는 국내과학축전 행사에 도우미로 참여했습니다.

 3학년에는 국제과학축전의 학생운영위원장을 맡아 150여명의 학생도우미와 참가자들을 이끌고 기획부터 실행, 마무리까지 전 과정을 총괄했습니다. 특히 전체 일정을 빠르게 조율하고 여유 시간을 확보하여, 예기치 않은 상황에도 차질 없이 대응할 수 있었습니다. 이 과정에서 업무 처리 능력, 협업 능력, 글로벌 소통 능력을 바탕으로 운영 전반을 책임지며 솔선수범하여 행사의 전반적인 완성도를 높였습니다. 매 순간 강한 책임감을 갖고 주도적으로 임했으며, 공동체 안에서 어려움이 있을 때 유연하게 해결책을 찾아내려 노력했습니다.

 학기 중에는 캄보디아의 학생들에게 온라인으로 생물학에 대한 내용을 지도하며 학생들이 배움의 기쁨을 깨닫고 생물학에 더 관심을 가지는 모습을 볼 수 있었습니다.

 학교의 모든 축제에서 학생추진위원과 도우미로 활약했으며, 국제반 반장으로 통번역 활동도 병행하며 국제 학생들의 원활한 적응을 도왔으며, 언어 장벽으로 인해 학습 기회에 차별이 생기지 않도록 적극적으로 활동했습니다.

지금까지의 경험을 바탕으로 학부 시절부터 연구 역량을 심화시키고, 석박사 통합과정을 거쳐 장기적인 연구를 진행하며 뇌과학 분야의 창의적이고 선도적인 연구자로 성장하고자 합니다. KAIST의 독보적인 연구환경과 융합교육 체계는 제가 꿈꾸는 진로를 구체화할 수 있는 최적의 환경이며, 그 안에서 공학적, 의학적 접근을 통합하여 실질적인 해결책을 제공하고 인류의 건강과 삶의 질 향상에 기여하는 연구를 수행하는 인재로 성장하고 싶습니다.

 나아가, AI와 뇌과학의 융합을 바탕으로, 뇌질환 환자의 증상과 병의 원인을 분석하고 치료 방안을 제공할 수 있는 뇌과학자가 되고 싶습니다.

 우선, KAIST 뇌인지과학과의 이상완 교수님의 연구처럼 인간의 뇌를 닮은 인공지능(brain-inspired AI)에 대한 연구가 중요하다고 생각합니다. 아울러, 인간 의식의 존재 증명, 인간의 도덕적 행동 패턴과의 연결성도 중요한 연구주제라고 생각합니다.

 이러한 연구의 기초를 다지기 위해 1학년 때에는 뇌과학을 다양한 관점에서 바라볼 수 있는 과목들을 수강하고, 개별연구프로그램을 통해 관심 있는 실험실에서 직접 연구하며 실험 설계 능력과 수행 능력을 길러, 뇌과학 연구의 토대를 쌓고 싶습니다.

 이후 뇌인지과학과에 진학해 신경생리학, 신경해부학, 인지신경과학, 심리행동과학, 생체 데이터 분석 및 모델링 등의 과목들을 체계적으로 학습하며 뇌질환 진단과 예측 기술을 개발하는 연구를 수행하고자 합니다. 나아가 KAIST에서 제공하는 다양한 교내 및 국제 연구 기회를 활용하고 TUBE 프로그램을 통해 저의 목표에 한걸음 더 다가가고 싶습니다.