1. 교육과정 구성 및 운영

1.1 교육과정 구성 및 운영 실적

(1) 교육 철학 및 목표 달성 내용

• 본 교육연구단은 사업기간동안 “Broad Generality”와 “Deep Specialty”를 겸비한 학생을 키워내기 위해 T자형 교육철학을 바탕으로 개념융합형, 문제도출형 다학제 교육을 실현하였음.

• 본 교육연구단은 바이오공학 분야에서 세계적 혁신을 주도할 인재를 키워내기 위해, 융합학문을 추구함으로써 학생들에게 유연한 사고를 길러줄 수 있도록 노력하였음. 즉, 문제해결에 머물지 않고 중요한 문제를 새롭게 도출할 능력을 갖춘 유연한 문제도출형 인재를 양성하는 것을 목표로 교육 실현을 위해 노력하였음.

• 본 교육연구단은 인체 및 질환에 대한 이해와 융복합기술 접목을 통하여 과학/의학 및 공학 기술 사이의 연계성 및 응용성을 강조하는 학제적 교육과정을 개발하고, 기초 학문의 토대 위에 다학제적 지식을 겸비한 바이오공학 인재를 키워내는 커리큘럼을 제공하였음.

• 본 교육연구단은 인류와 국가가 당면한 여러 난제 해결을 통한 보다 나은 인간의 삶의 실현을 위해 혁신적인 바이오융합 지식과 기술의 창조를 목표로 생명과학/의과학과 정보, 전자, 나노 공학이 다학제적으로 융합된 바이오공학 분야를 주체적으로 교육하여, 국제적으로 선도할 창의적인 글로벌 리더를 양성하였음.

• 본 교육연구단은 Education 4.0, STAR-MOOC, Flipped Learning 등 미래교수법에 필요한 교육 인프라를 활용하여 새롭고 혁신적인 강의 교습법 개발과 융합교육을 위한 창의적 교육환경을 구축하여, 대학원 강의의 질적 수준 향상 및 바이오공학 분야 최신 지식의 사회적 보급에 기여하였음.

• 본 교육연구단은 학생들의 국제적 연구역량을 길러주고 최고수준의 국제공동연구를 수행할 수 있는 글로벌 네트워크를 구축하기 위해, 바이오공학 분야의 국제적 역량을 갖춘 창의적 공학자를 양성하는 프로그램을 진행하였음.

• 본 교육연구단은 생명과학 및 의학과 공학의 융합을 토대로 기존의 교육체계에 고정되지 않은 유연한 사고를 할 수 있을 뿐만 아니라, 주어진 문제의 해결에서 멈추지 않고 인류가 당면한 여러 난제를 해결하기 위한 핵심적인 문제를 도출하고 해결할 수 있는 능력을 갖춘 “유연한 문제도출형 인재”를 양성하기 위한 프로그램을 구축하였음.

• 본 교육연구단은 바이오공학의 중요한 문제(Real-world Bioengineering Problems)를 다학제적으로 해결하는 데 필요한 전공지식과 연구 경험 및 소통기술을 갖춘 바이오융합 인력양성을 목표로 하였으며, 바이오 의료 기술에 바탕을 둔 전자, 전산, 나노 기술의 융합을 통해 새로운 지식과 기술을 창출할 수 있는 창의적 리더를 양성하였음.

• 본 연구단은 학생들의 국제적 연구역량과 글로벌 네트워크를 확보하기 위하여, KAIST Bio-IT Healthcare Initiative 프로그램, 해외 젊은 과학자/공학자 초청 국제학술대회 등과 같은 다방면의 교류와 진로 개발프로그램을 마련하고 취업의 질적 우수성을 재고하기 위한 프로그램들을 개발 운영하였음.

(2) 강의 수행 실적

•  본 교육연구단에서는 바이오정보학/시스템생물학 (Bioinformatics/Systems Biology), 바이오전자 (Bioelectronics), 바이오나노/마이크로시스템 (BioNano/MEMS) 분야를 3대축으로 하여 교과목을 분류하여 교육을 수행하였으며, 이와 더하여 뇌/신경공학 (Neural Engineering) 및 바이오이미징 (Biomedical Imaging) 관련 과목들을 추가 제공한하였음. 자세한 각 분야에 대한 내용은 아래와 같음.

• 바이오정보학/시스템생물학 (Bioinformatics/Systems Biology):

기존에 발전된 컴퓨터 기술을 이용하여 DNA/RNA 유전자 염기서열과 유전자 조합을 분석하는 방법을 탐구하여, 이를 효과적으로 컴퓨터상에서 처리하기 위한 데이터구조와 소프트웨어 알고리즘의 개발 및 교육에 중점을 두었음.

또한, 이로부터 특정 기능의 발현을 예측하여 이에 대응하는 약물의 구성과 효과를 제시하고, 원하는 기능을 발현시키는 염기서열의 패턴을 예측하는 기법에 관한 교육을 수행함.

DNA, RNA, 단백질, 생명체 기능으로 이어지는 유전자 정보는 대용량의 데이터 처리가 필요하며, 이런 데이터의 저장과 데이터로부터 정보를 추출하는 방법에 관해 교육함.

시스템생물학은 생명체를 하나의 동역학 시스템으로 간주하고 생명현상을 지배하는 시스템 차원의 동작원리를 규명하기 위하여 수학모델링, 컴퓨터 시뮬레이션, 그리고 생물학 실험을 융합하여 접근하는 융합학문이며, 최근 바이오정보 분야의 실용화에 빠질 수 없는 부분이므로 이를 교육함.

• 바이오전자 (Bioelectronics):

바이오전자시스템은 생명과학과 전자공학의 융합 학문으로서, 생명체 신호 및 영상의 측정과 분석 방법을 연구하고, 뇌신경계의 신호처리 메커니즘을 탐구하여, 이를 활용한 지능시스템 및 의료기술 개발을 하는 것을 목표로 하는 파트임.

특히 뇌파와 기능성 자기공명 영상 (MRI) 등 의료 신호와 영상의 측정 표시 및 분석기법과, 생명체의 시청각 및 인지 기능에 대한 뇌정보처리 메커니즘의 이해 및 수학적 모델, 그리고 이에 기반한 인간기능 소자와 시스템의 구현 기법을 중점 교육하였음.

또한 뇌파(EEG), 기능성자기공명영상(FMRI) 등 의료신호와 영상의 측정, 표시 및 분석, 인간의 시청각 및 인지 기능에 대한 뇌 정보 처리 메커니즘의 이해를 및 수학적 모델, 뇌정보처리를 모방한전자소자 및 인간기능 시스템에 관한 과목을 교육하였음.

• 바이오나노/마이크로시스템 (BioNano/MEMS):

바이오 물질 및 기능 구조체의 기계적 특성규명과 동작원리의 정량적 분석, 그리고 이들의 제어와 조작 기능과 생명현상 정보의 추출에 필요한 기전공학적 극미세 도구와 방법을 탐구하였음.

극미세 바이오 현상의 공학적 모델링과 기능모사, 그리고 이를 응용한 새로운 개념의 고기능 핵심소재, 생체 처리/조작 기능소자 및 바이오 기전복합시스템 창출에 필요한 공학적 지식을 제공하였음.

관련 연구 분야로는 극미세 바이오 센서와 액추에이터, 나노바이오 소자 및 극미세기전집적시스템 (NEMS/MEMS)의 설계 및 해석, 소재 및 제조공정, 시험 및 측정 등이 있으며, 해당 관련기술의 응용개발에 중점을 두었음.

• 뇌/신경공학 (Neural Engineering)

뇌신경공학은 뇌를 포함한 신경계의 기능과 행동을 이해하고 조절하는 제반 공학기술을 연구하며 신경계를 보다 정확하고 효율적으로 탐구할 수 있는 방법론을 제공하는 학제 간 융합학문임.

주요 연구 분야로는 신경인터페이스, 인공신경칩, 신경정보학 및 컴퓨터 모델링, 신경 정보처리, 신경조직공학, 인지공학, 바이오로보틱스 등을 포함하며, 신경 과학과 바이오공학을 융합한 다양한 교육 과목을 제공하였음. 또한 신경공학 연구를 통해 개발된 최신기술들의 응용방안: 신경정신질환 진단 및 치료, 인간 기능 향상 및 조절, 삶의 질 향상, 엔터테인먼트 등에 대해도 교육하였음.

• 바이오이미징 (Biomedical Imaging)

현대 생물학, 의학의 흐름은 영상을 통한 발견의 방향으로 발전해 오고 있음. 바이오이미징 분야에서는 이를 위해 필요한 생물학적, 의학적인 새로운 영상기법을 개발하고 있으며, 본 교육연구단은 기존의 영상 기법의 한계를 극복하기 위한 기술에 관한 교육과목들을 제공하였음.

특히 본 교육연구단에서는 자기공명영상(MRI), 엑스선(X-ray)/양전자단층촬영기(CT/PET), 근적외선 뇌영상 기법 (NIRS) 및 다양한 광학영상기법 등의 분야를 연구에 필요한 다양한 과목들을 개발하여 교육하고 있음. 

본 연구단에서 기간내에 운영한 전임교수 대학원 강의 실적은 아래와 같음 (2020.9.1.-2023.2.28.)

• 2020.가을

담당교수 / 과목번호 / 분반 / 과목명 / 영어강의 여부 / 수강인원

이승구 외 / BiS502 /  / 생물분석기술 /  / 18

이상아 / BiS529 /  / Neural Basis of Spatial Cognition / Y / 4

장무석 / BiS553 /  / Biophotonics / Y / 19

최명철 / BiS575 /  / Nanobiophysics / Y / 21

이수현 / BiS628 /  / Learning and Memory Systems / Y / 13

조영호 / BiS672 /  / Nano Electro Mechanical Systems / Y / 4

박지호 / BiS773 /  / Nanotechnology in Medicine / Y / 12

김필남 / BiS800 / A  / Special Lecture in Bio and Brain engineering<Cell and Tissue Engineering> / Y / 5

김철 / BiS800 / B  / Special Lecture in Bio and Brain engineering<Biomedical Integrated System Design> / Y / 22

박영균 / BiS800 / C  / Special Lecture in Bio and Brain engineering<Single-cell brain mapping> / Y / 6

• 2021. 봄

정재승 / BiS525 /  / Brain Dynamics / Y / 6

박영균 / BiS526 /  / Methods in Neuroscience / Y / 42

최정균 / BiS531 /  / Genome Bioinformatics / Y / 32

김동섭 / BiS633 /  / Bio-Intelligence / Y / 8

박성홍 / BiS653 /  / 고급 자기공명영상 기법 / Y / 11

남윤기 / BiS752 /  / Neural Engineering / Y / 7

박성준 / BiS800 / A  / Special Lecture in Bio and Brain engineering<Fundamentals of Multiscale Fabrication and Materials> / Y / 8

이영석 / BiS800 / B  / Special Lecture in Bio and Brain engineering<Methods in Functional Genomics and Computational Molec> / Y / 11

• 2021.가을

이승구 외 / BiS502 /  / 생물분석기술 /  / 13

피오릴로 / BiS527 /  / Theory of Brain Function / Y / 4

장무석 / BiS553 /  / Biophotonics / Y / 17

최명철 / BiS575 /  / Nanobiophysics / Y / 14

이수현 / BiS628 /  / Learning and Memory Systems / Y / 18

이도헌 / BiS631 /  / Data Mining / Y / 17

백세범 / BiS652 /  / Human Visual Model / Y / 9

박지호 / BiS773 /  / Nanotechnology in Medicine / Y / 7

박제균 / BiS800 / A  / Special Lecture in Bio and Brain engineering<Biosensor and Lab-on-a-chip> / Y / 4

예종철 / BiS800 / B  / Special Lecture in Bio and Brain engineering<Machine Learning for Medical Image Analysis> / Y / 12

• 2022.봄

정재승 / BiS525 /  / Brain Dynamics / Y / 5

박영균 / BiS526 /  / Methods in Neuroscience / Y / 43

박제균 / BiS571 /  / BioElectroMechanics / Y / 15

김동섭 / BiS633 /  / Bio-Intelligence / Y / 15

남윤기 / BiS752 /  / Neural Engineering / Y / 5

이영석 / BiS800 / A  / Special Lecture in Bio and Brain engineering<Methods in Functional Genomics and Computational> / Y / 7

박성준 / BiS800 / B  / Special Lecture in Bio and Brain engineering<Micro-nano Fabrication and Materials for Bio and Brai> / Y / 9

• 2022.가을

강태준 외 / BiS502 /  / 생물분석기술 /  / 21

피오릴로 / BiS527 /  / 뇌기능 이론 / Y / 5

장무석 / BiS553 /  / 바이오 포토닉스 / Y / 20

최명철 / BiS575 /  / 나노바이오 물리학 / Y / 11

이수현 / BiS628 /  / 학습과 기억시스템 / Y / 17

이도헌 / BiS732 /  / 바이오 네트워크 / Y / 6

박지호 / BiS773 /  / 의료나노기술 / Y / 9

김철 / BiS800 / A  / 바이오및뇌공학 특강<Biomedical Integrated System Design> / Y / 7

김필남 / BiS800 / B  / 바이오및뇌공학 특강<Cell and Tissue Engineering> / Y / 6

본 연구단에서 운영하고 있는 분야별 교과목 리스트에 대한 자세한 소개는 다음과 같음

• BiS500 Bioinformation and Bioelectronics: 생물학 및 의학과 정보, 전자, 기계 공학 간의 학제적 연계 분야에 대한 최근연구 동향을 조명하고, 최신 연구기법과 응용 예를 중심으로 바이오정보전자 복합시스템에 대한 설계, 해석, 개발 능력을 배양함.

• BiS502 Bioanalytical Technology: 실제 생화학/생물학 분야의 분석대상은 작게는 저분자 생리활성 물질에서, 생체고분자(단백질, 핵산, 탄수화물, 지방산 등), 세포, 동물 등으로 다양하며, 대상물질과 분석목적에 따라 분석 방법도 매우 다양함. 생물분석 입문󰡓과목은 유사하면서도 서로 다른 학문적 배경을 가진 8~9명의 교수님들이 참여하며, 󰡒생물학/생화학 연구에 사용되는 다양한 분석방법의 원리 및 응용󰡓을 주제로 총 14 번의 강의로 구성됨.

• BiS510 Technology Commercialization and Venture Business: '기술산업화와 벤처창업󰡑은 학생들에게 BT, IT, NT 첨단 융합기술의 상업화와 기술집약형 중소기업 및 벤처사업의 창업에 관련된 이론 및 실무를 교육함.

• BiS521 Biology for Engineers: 생물학과 공학의 융합분야의 이해와 학제적 기술습득을 위해 공학도들에게 필요한 생물학적 기초지식을 제공함.

• BiS522 Genomics and Proteomics: 일반 유전학의 기법 및 원리, 인체 유전학의 일반원리, 게놈수준에서의 유전학 등을 다루며, 생체기능 수행의 핵심요소인 단백질의 구조 및 기능, 분리 및 정제, 합성법, 구조결정법 등을 이해하고, 이를 단백질의 기능해석 및 기능설계 등에 응용할 수 있는 지식을 제공함.

• BiS523 Information and Electronics for Scientists: 과학과 공학의 융합분야의 이해와 학제적 기술습득을 위해 과학도들에게 필요한 공학적 기초지식을 제공하고 정보전자 기초기술을 교육함.

• BiS524 Biopharmaceuticals: 생명공학 기술을 기반으로 기존의 약물과는 다른 개념의 질병 치료/진단 기술인 바이오의약학의 과학적인 지식과 공학적인 기술을 교육함.

• BiS525 Brain Dynamics: 본 과목은 다양한 뇌 기능을 동역학적인 관점에서 기술하고 대뇌모델링에 대한 이론적 접근을 시도함. 비선형 동역학, 정보이론 등을 이용해 대뇌의 동역학을 기술하는 방법을 배움.

• BiS526 Methods in Neuroscience: 신경세포와 대뇌 활동을 측정하고 그것을 통해 우리가 신경과학적 해석을 도출하는 과정을 가르침.

• BiS527 Neurophysiology and Information: 뇌의 작용기작을 이해하고 이를 뇌의 정보처리의 원리에 관한 계산적 이론적 이해에 적용하는 것을 목적으로 함. 전반부는 cellular neurophysiology와 systems neurophysiology를 다루고, 후반부는 신경계에서 일어나는 정보처리에 관한 이론을 공부함.

• BiS528 Cognitive Design and Interface: 인간의 인지사고과정을 바탕으로 기계나 로봇, 제품, 서비스 등을 설계하고 디자인하는 과정을 가르침. 먼저 인간의 인식, 학습, 기억, 감정, 동기, 공감, 의사결정 등 사고과정을 학습한 후, 이를 바탕으로 한 디자인 기법, 설계 과정을 학습함. 아울러, 이를 실제로 적용해 보는 프로젝트를 통해 cognitive design을 실습함.

• BiS531 Genome Bioinformatics: 유전자의 전사, 번역, 상호작용 과정과 유전자 연구를 위한 분자 생물학 실험 기법을 소개하고, 서열, 구조, 모티프와 같은 고전적인 바이오 데이터 처리 및 cDNA, SNP, 2D PAGE/MALDI, Pathway와 같은 기능 분석을 위한 바이오 데이터 처리 기법을 익힘.

• BiS532 Bioinformatics Laboratory: 서열 검색, 다중 서열 정렬, 구조 검색, 모티프 검색, mRNA 발현 데이터 분석, 단백질 발현 데이터 분석, 대사 경로 분석, 신호 경로 분석, 조절 경로 분석 등에 필요한 소프트웨어의 동작 원리와 활용 기법을 익히고, 각종 바이오 데이터베이스에 대한 검색을 실습함.

• BiS533 Computing Technology: 컴퓨터 하드웨어, 운영체제, 데이터베이스, 분산처리 등 현대 컴퓨팅 기술의 특성, 강점 및 약점을 근본적인 관점에서 깊이 있게 이해함. 이러한 이해를 바탕으로 컴퓨팅 기술에 기반을 둔 바이오 정보 전자 시스템의 특성에 대한 통찰력을 습득하고, 아울러 바이오 기반의 새로운 컴퓨팅 패러다임에 대한 창의적 아이디어를 토론함.

• BiS534 Systems Biology: 유전자, 단백질, 대사물질 등의 복잡한 상호작용에 의한 생명현상을 시스템차원에서 분석하고 이해하는 새로운 개념과 방법을 소개함. 특히 세포내 다양한 조절네트워크의 동역학 메커니즘을 융합적 방식으로 탐구함.

• BiS536 Proteome BioInformatics: 유전체학 및 단백체학을 위한 정보처리 기법을 배움. 유전체학을 위한 다양한 실험기법의 원리를 이해하고 유전자 발굴, 비교 유전체 연구, 유전자 발현 분석 등을 위해 필요한 정보처리 기법을 다룸. 아울러, 단백질 발현 분석, 단백질 상호 작용 분석 및 가상 세포 시뮬레이션을 위한 컴퓨팅 기법을 소개함.

• BiS551 Medical Image Processing: 의료진단에 사용되는 다양한 생체영상 신호들의 처리와 가시화에 대하여 공부함. 생체영상의 획득 원리, 신호의 처리, 가시화 방법, image fusion and registration, 3차원 가시화, 가상현실을 이용한 치료계획 및 수술 시뮬레이션 등의 이론과 응용분야에 대하여 소개함.

• BiS552 Digital Biomedical Signal Processing: 바이오 신호처리를 위한 고급 디지털 신호처리 기법을 다룸. 먼저 신호의 검출과 Wavelet, 시간-주파수 복합표현 등 디지털신호처리 해석기법을 다룬 후, FIR/IIR 디지털 필터의 설계를 강의함. 또한, Wiener, Kalman, Eigen, LMS 적응필터의 설계 및 바이오 신호처리에의 응용을 살펴봄.

• BiS553 Biophotonics: 바이오포토닉스 기초지식 이해 및 최신 응용 연구에 관하여 소개함. 기하 및 파동광학, 광섬유, 광반도체소자, 바이오 포토닉 재료등의 기초지식 학습을 통해 최신 바이오 포토닉 센싱 기술 및 바이오 이미징 관련 기술을 이해함.

• BiS554 Neural Networks: 신경회로망의 이론과 응용, 구현 기술을 다룸. 신경회로망 학습의 2가지 기본이 되는 자율학습 Hebb의 법칙과 지도학습 오차역전파 법칙을 설명하고, 이로부터 각종 신경회로망 모델의 구조와 학습법칙을 설명함. 각 신경회로망 모델의 주요 응용과 신경회로망의 특징을 살린 hardware 구현을 포함함.

• BiS571 BioElectroMechanics: 바이오메카트로닉스 시스템의 이해와 분석에 필요한 기전공학적 기초지식을 제공하며, 기계시스템과 전자시스템간의 상사 및 기전복합시스템의 모델링, 그리고 첨단 바이오 및 의료검진 장비의 시스템적인 구성과 동작원리를 중심으로 생명공학과 의료산업에의 응용에 관해 소개함.

• BiS572 Microtransducers and Laboratory: MEMS 기술을 이용한 극미세 트랜스듀서의 관심 물리량과 동작원리에 따른 분류 및 주요 성능 특성을 소개함. 극미세 센서와 액추에이터의 구조, 소재 및 동작원리를 이해하고, 실험을 통하여 이들의 동작특성을 측정하고 분석함으로써, 바이오 계측 및 관련 응용시스템 구성에 필요한 극미세 트랜스듀서의 선정과 공학적 활용 능력을 배양함.

• BiS575 Nanobiophysics: 세포 속에 존재하는 자기조립 나노 물질 - 예, DNA, cell cytoskeletal protein (eg. microtubules, and actin) - 의 구조와 상호작용 (van der Waals, electrostatics, etc)에 대해 소개하고, 바이오물질의 나노 구조를 연구하는 실험적 방법 (가속기 x-선/ 중성자 산란, 전자현미경, 원자현미경, etc)에 대해 배움.

• BiS622 Metabolic Engineering: 대사공학은 세포의 대사회로를 인위적으로 조작하여 대사 특성을 우리가 원하는 방향으로 바꾸는 일련의 이론과 기술을 다루는 분야임. 본 강의에서는 대사공학의 기본 전략과 그 실질적 응용 예들에 관하여 논함. 그리고 최근 속속 밝혀지는 게놈 염기서열로부터 대사회로의 구축, 분석 및 최적화 방안에 대하여 살펴봄.

• BiS627 Clinical Neuroscience: 뇌 및 신경계에 대한 신경과적, 정신과적 질환들을 소개하고 질환들에 대한 과학적 이해와 질환 치료 및 재활에서의 공학적 지식 이용에 대해 다룸.

• BiS631 Data Mining: 방대한 바이오 데이터로부터 유용한 패턴 혹은 규칙성을 찾기 위한 데이터 마이닝 기법을 배움. 분류(classification), 군집화(clustering), 연관규칙발견(association rule discovery)과 같은 대표적인 데이터 마이닝 작업의 원리를 익히고 데이터 마이닝 시스템을 이용한 숙제를 통해 실습함.

• BiS632 Bio-Statistics: 서열 및 구조간 유사성 판단, mRNA 발현 분석 및 단백질 발현 분석 등 바이오 정보처리에 광범위하게 적용되는 통계적 기법을 익힘. 확률 분포, 추정, 가설 검증, 회귀분석, 주성분 분석과 같은 통계적 기법을 바이오 정보처리와 연계하여 깊이 있게 다룸.

• BiS633 Bio-Intelligence: 생체 메커니즘을 모사하고 표현하는 지능 시스템의 원리와 응용 방법을 다룸. 유전자 알고리즘, 진화 연산, 퍼지 컴퓨팅, 신경 회로망과 같은 지능 시스템의 원리를 이해하고, 새로운 형태의 컴퓨팅 패러다임에 대한 창의적인 아이디어를 도출함.

• BiS634 Database Construction: 바이오 데이터베이스 구축을 위한 시스템 구조 설계 및 데이터베이스 설계 기법을 논함. 클라이언트-서버 및 웹 기반 시스템 구조에 대해 살펴보고, 개념적 설계, 논리적 설계, 물리적 설계로 구성되는 데이터베이스 설계 기법과 바이오 데이터베이스 통합 기술을 이해함.

• BiS651 Hearing and Auditory Model: 음의 전파 및 산란 등 음향학의 근간이 되는 개념을 다룬 후, 인간의 청각시스템을 인지과학, 음향학 및 신호처리 관점에서 다룸. 비선형, 시간적응, 마스킹(masking) 등 청각과 관련된 다양한 인지실험자료를 분석하고, 이를 바탕으로 수학적 청각모델을 제시함. 또한, 이의 정보이론과의 관계를 검토하고, 실세계 음성인식에의 응용을 다룸.

• BiS652 Human Visual Model: 인간의 시각시스템을 인지과학 및 신호처리 관점에서 다룸. 시각과 관련된 다양한 인지실험자료를 분석하고, 이를 바탕으로 수학적 시각모델을 제시함. 또한, 이의 정보이론과의 관계를 검토하고, 실세계 영상인식 및 추적에의 응용을 다룸.

• BiS653 Biomedical Imaging System: 여러 가지 의료용 영상시스템의 원리와 영상법, 그리고 각각의 응용분야에 대해서 공부하며, X-선 영상, 초음파 영상, X-선 CT, MRI, PET, PACS 등의 영상시스템에 관하여 중점적으로 분석 소개함.

• BiS671 Nanomaterial Process and Behavior: 나노입자 및 물질의 생성과 제어, 그리고 나노구조체의 가공공정을 소개하고, 가공 및 전후처리 공정조건에 따른 극미세 소재의 구조와 물성, 구조체의 거동특성, 그리고 이들의 안정성, 재현성 및 신뢰성에 관해 토의함

• BiS672 NEMS (Nano Electro Mechanical Systems): 극미세 영역에서의 물리현상과 나노기전복합시스템에서 발생하는 공학적 문제를 다룸. 나노기전복합시스템(NEMS)과 마이크로기전복합시스템(MEMS)의 해석과 설계, 소재와 제조공정, 성능시험과 분석 등에 필요한 학제적 기술기반을 제공하며, 관련 최근연구 동향과 응용사례를 소개함. 개별 프로젝트를 수행하여 결과 보고서를 작성하고 이를 발표함.

• BiS673 Bioelectronic Devices: 효소, 항체, 미생물, 동물세포, DNA와 같은 생체물질의 분자인식 기능을 이용한 바이오센서, 바이오칩 등의 생물전자소자의 구성 및 동작원리를 이해하고, 생명공학, 정밀화학, 의료산업 분야의 응용 예를 중심으로 최신 연구동향을 토의함.

• BiS675 Biomimetics in Biomedical Engineering: 생체 모방 공학은 인간이 만든 프로세스, 물질, 장치 또는 자연을 모방하는 시스템을 의미함. 본 교과목에서는 이러한 생체모방공학의 접근방식을 활용하여 기능성 생물 플랫폼, 생체 재료, 장치, 새로운 bioprocesses의 개발, 나아가 인간의 질병을 이해하기 인체장기모방을 위한 공학적 기술개발 및 그 활용성에 대하여 논의함.

• BiS721 Computational Cell Biology: ‘계산세포생물학󰡑은 학생들에게 세포생물학 지식을 바탕으로 한 모델링 및 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 복잡계로서의 생물학 시스템의 동적 특성을 이해하고 시스템 생물학의 새로운 패러다임을 제시함.

• BiS722 Cell Signaling Network : 󰡐세포신호전달네트워크󰡑는 학생들에게 다양한 생체 현상을 분자세포생물학 수준의 네트워크로 이해함으로써 복잡계로서의 생물학 시스템의 동적 특성을 이해하고 질병 치료를 위한 조절 기전에 대해 교육함.

• BiS723 Advanced Cognitive Neuroscience : 사람의 고위인지기능의 생물학적 기반과 원리의 최신 지견을 다룸. 또한 Project를 통해 가설 제시 및 방법론과 해석하는 과정을 이해함.

• BiS731 Bio-Pattern Recognition : DNA 칩 이미지 혹은 전기영동 이미지와 같은 바이오 실험 이미지에 대한 패턴 인식 기법을 다룸. 결정론적, 통계적, 구문적 패턴 인식 기술의 기본 이론을 익히고, 바이오 실험 이미지 인식을 위해 고려해야 할 특성 추출 및 노이즈 처리 문제를 이해함.

• BiS732 Bio-Network : 신진대사, 신호전달, 조절과 같은 생체 프로세스를 네트워크로 표현하고 상호 작용 및 특성을 분석할 수 있는 기법을 탐구함. 그래프, 오토마타, 페트리네트를 포함한 정형화 모델링 도구에 대한 이해를 넓히고, 대사, 신호, 조절과 같은 생체 프로세스를 이산 사건, 연속 사건과 같은 형태로 표현하여 시뮬레이션하고 분석할 수 있는 기법을 익힘.

• BiS735 Computer Graphics and Bio-Application : 컴퓨터 그래픽스의 기본 개념을 이해하고, mRNA, 단백질과 같은 생체 분자 및 각종 생체 기관을 2차원 및 3차원으로 모델링하고 표현하는 기법을 익힘. 분자 수준의 생체 현상을 가시화하기 위한 과학적 가시화 기법을 다루며, 대표적인 바이오 정보 그래픽스 시스템 사례를 살펴봄. 대상 바이오 데이터 및 프로세스를 정형적으로 명세하고 표현하는 데이터 모델로부터 다양한 가시화 기술 등을 소개하고 생체 현상을 가시적으로 모사하는 기법을 설명함.

• BiS752 Neural Engineering : 신경보철, 뇌-기계 접속, 그리고 미세신경시스템 등에서 사용되는 기본 원리, 이론 그리고 기술들을 다양한 관점(공학, 생물학, 의학)에서 살펴보고 신경공학 분야에 대한 심화학습을 진행함.

• BiS771 Nanobiotechnology : 극미세 생체 물질과 반응에 관한 기계, 재료, 물리, 화학, 생물학적 분석을 통해 극미세 에너지의 변환 및 물질 전달, 그리고 관련 소자 및 거동특성을 이해함. 극미세 바이오 물질의 High Throughput 분석과 처리를 위한 Bio-MEMS 소자 및 NEMS (Micro/Nano Electro Mechanical Systems) 개발사례 및 관련 과학기술적 현안을 토의함.

• BiS772 Nano/Micro-Machining Process Laboratory : 나노 및 마이크로 가공공정 장비의 구조와 원리를 설명하고, 가공공정 실습을 통해 나노/마이크로 구조체의 가공공정에 관한 경험을 습득함. 물질 및 박막의 형성과 제거, 접합과 패키징, 그리고 표면개질 및 전후처리 공정 등을 소개하고, 극미세 소자의 공정설계, 제조공정 및 성능시험에 관한 프로젝트를 수행하고 그 결과를 분석하여 발표함.

• BiS773 Nanotechnology in Medicine : 생체내 적용 가능한 나노입자의 특성과 제조방법에 대해서 전반적으로 배우고 나아가 실제 임상 적용될 수 있는 그들의 특성에 대해서 집중적으로 소개하여 이를 바탕으로 학생들이 질병(특히, 암, 심혈관질환, 뇌질환)진단, 치료, 및 예방에 적용 가능한 나노기술에 대해서 이해하고 그들의 미래에 대해서 토론함.

• BiS800 Special Lectures in Bio & Brain Engineering : 바이오정보전자분야의 최근 연구동향, 신규 연구 분야 및 관련 첨단 신기술에 대한 소개와 융합기술에 관한 심층 토의를 전개함. 바이오정보, 바이오전자, 바이오MEMS 분야의 최신 동향을 다루기 때문에 개설 시점에 따라 강의 주제와 내용이 달라질 수 있으며 관련 주제를 특강 부제로 사용함.

• BiS810 Leadership & Communication : 󰡐Leadership & Communication'은 박사과정 대학원들에게 과학적 글쓰기와 말하기를 교육하고 우리 사회를 이끌어갈 리더로서의 소양을 교육하는 교과목임.

• BiS987 Biofusion Seminar : 석사/박사 과정 학생들이 매 학기 자신의 연구 성과를 발표하고 함께 논의해 봄으로써 다양한 분야에 대한 이해를 넓히고 타 분야 학생들과 교수들로부터 자신의 연구에 대한 조언을 들을 수 있는 시간을 마련함.

(3) 교육과정 구성 및 운영 실적

■ 최신 연구 동향을 반영한 교과목 개발 및 강의 운영 실적

바이오 분야의 최신 동향에 대한 소개와 이에 대한 교과목 개발을 위하여 BiS800 Special Lectures in Bio & Brain Engineering 과목을 지속적으로 운영하여 다양한 연구 분야의 최신 동향을 소개하였음.

지속적으로 신규 주제 강의를 추가하고 강의 운영을 통해 최근 연구동향, 신규 연구 분야 및 관련 첨단 신기술에 대한 소개와 융합기술에 관한 심층 토의를 전개하였음.

신규 강의 운영 후 주제에 대한 중요성이 높다고 평가될 경우 정규 교과목으로의 전환을 통해 지속적으로 커리큘럼을 보완, 발전시키고 최신 연구 동향 반영을 도모하였음.

■ 국제화 및 산학연 연계 교육 운영 실적

해외 협약기관과 해외 겸직교수의 연구실에 학생을 파견하여 국제화 교육을 수행하였음. 공동연구 수행과 현지 과목을 수강하게 하고 학점을 인정함으로써, 졸업생들이 이를 통해 자연스럽게 국제적 감각 및 소양을 갖게 되어 국제적인 리더가 될 수 있도록 유도하였음.

바이오-의료 융합분야는 매우 빠른 속도로 발전하고 있고 새로운 신기술의 도입이나 과학적/공학적 발견의 도래 등은 기존의 교과목 체계에서 수용하기가 어려우므로, ’산학연병 인스퍼레이션 강연 시리즈’를 통하여, 급변하는 학계와 산업계의 수요에 발맞추어 유연하게 적응 가능한 교육을 제공하였음. 또한 산학연 전문가, 국내 종합병원 MD 석학 초청 강연 및 런치 세미나를 통하여 헬스케어 산업 기술 동향을 파악하였음.

국가출연 연구소 (한국생명공학연구소 등)와 공동으로 교육 및 연구를 수행하였음. 21세기 생명의학 기반의 융합기술을 선도할 수 있는 의료공학 연구/교육자가 배출되어, 대학 연구소에서 활약할 수 있도록 유도하였음.

바이오니아 등 국내 바이오벤처 회사에서 현장 실습 교육을 실시하고 실무자들의 특강을 수강하도록 하였음. 융합기술의 지식 위에 산업조직력과 응용력, 창조력을 갖춘 연구자가 배출되어 융합산업을 리드하도록 유도하였음.

(4) 학사관리 운영 실적

■ 강의 평가 운영 실적

과목별 강의 평가 결과와 종합적인 의견을 웹에서 즉시 볼 수 있도록 하여 피드백이 이루어지도록 하고 있으며, 교육현장에서 성과를 거둘 수 있도록 하였음.

강의 평가 결과를 학과(전공)에 통보하여 교수법의 개선유도 및 교원인사의 기초 자료로 활용하였음.

매년 우수 강의과목에 대하여 우수 강의상을 실시하였음.

학기말 뿐 아니라 중간 강의 평가를 시행하여 중간에 수강생들의 의견을 반영할 수 있도록 하였음.

강의 평가 결과에 따라서 매년 가장 좋은 평가를 받은 교수에게 학과 우수 강의상을 수여하였음

■ 학사관리제도 운영 실적

체계적으로 확립된 입학전형, 지도교수 선정, 자격시험, 논문심사 위원회 구성, 학위수여 요건, 학석 및 석박 연계과정 등을 통하여 우수한 학생을 확보하고 배출하는 효율적인 시스템을 운영하였음.

본 교육연구단의 대학원 입학전형은 1단계 서류심사 및 2단계 면접심사를 통해 이루어짐. 1단계 서류심사에서는 영어성적을 포함하는 제출 서류를 중심으로 장차 고급 과학기술자로서의 잠재력 및 장래성을 평가하엿음.

우수성 입증자료로서 경력증명서, 발표된 논문, 특허 등 지적재산권 사본, 각종 수상 증빙서류, 전공 관련 작품(S/W 또는 H/W)이나 입증할 수 있는 자료, 기타 활동경력 증빙자료(리더십, 사회봉사관련 자료 포함) 및 지도교수 추천서, GMAT CAT, GRE 성적표, 기타 지원자의 실적과 우수성을 입증할 수 있는 자료를 평가하였음.

2단계 면접심사에서는 전문성, 인성, 과외활동실적 등을 평가함. 면접심사위원은 지원자에 대한 면접 실시 후 각 항목의 중요도 및 평가점수분포 등을 감안하여 󰡒면접심사평가서󰡓의 󰡒면접심사평가 점수란󰡓에 󰡒1-10󰡓 점수 중 적합하다고 판단되는 점수를 부여하였음.

위원별 면접심사 종합평가점수는 최고점수와 최저점수 각각 하나씩을 제외하여 산술처리한 후 100을 곱하여 면접심사 최종평가점수를 산출하였음.

1지망 학과의 불합격자 가운데 2지망 지원자가 있는 경우 지원자 입학서류, 서류심사 성적, 면접성적, 순위 등이 기재된 평가서를 2지망 학과로 송부하였음. (2지망 지원자에 대한 심사는 1차(서류전형) 합격자에 한하여 1지망 지원학과에 최종 불합격한 지원자를 대상으로 심사하는 것이며, 1차(서류전형 불합격자는 2지망 지원학과 심사대상자가 아님.)

석사 신입생들의 지도교수 선정은 2회에 걸쳐 시행하는데, 개인별 희망 지도교수 면담 및 연구실 방문을 마친 후 각 신입생별로 1, 2 지망 교수의 이름을 작성하여 신청하며 1차에서 지도교수가 선정되지 못한 학생들의 2차 신청을 받아 지도교수를 선정하였음.

석사학위 논문심사 위원회는 위원장(지도교수) 포함 3인으로 구성되며, 학위논문계획서를 작성하여 입학 후 10개월 이내에 지도교수의 승인을 받아 제출하며, 5월말 (8월 졸업자), 12월초 (2월 졸업자)에 심사를 시행하였음.

박사과정 자격시험은 입학 후 1년 6월 이내에 한하여 응시할 수 있는데, 서류전형에서는 학업성적, 학위 논문추진계획서, 우수성 입증자료에 기반을 둔 기타 연구수행능력을 심사하며 면접에서는 전문지식과 인성평가 등을 심사하였음.

박사학위 논문심사 위원회는 위원장(지도교수)외 4인으로 구성되는데, 학과교수 4인 + 타학과 교수 1인, 학과교수 3인 + 타학과 교수 2인, 학과교수 4인 + 외부 전문가 1인, 학과교수 3인 + 외부 전문가 2인, 학과교수 3인 + 타학과 1인 + 외부 전문가 1인 중 한 가지 형태로 하여 공정성을 기하였음.

박사과정 논문예비심사는 박사과정에 입학한 후 2년 이내에 학위논문 계획서의 구체적인 내용을 작성하여 박사학위 논문심사 위원회에 제출하고, 이에 대한 구두시험을 통과하도록 하였음.

박사과정 학위논문심사는 5월말 (8월 졸업자), 11월말 (2월 졸업자)에 시행하며 이를 위한 박사학위 청구논문은 4월과 10월에 각각 제출하여야 하며, 심사 15일전까지 학위청구논문심사요청서, 해외학술지 논문 표지 포함 3~4장 등 필요서류를 제출하고, 심사 후 7일 이내에 학술지 게재발표 증빙서류나 게재승인 letter, 박사학위수여 심사결과 및 종합시험 결과보고서, 논문심사요지 5매 (심사위원장 1, 해당학과 위원 2, 타학과/외부인사), 전공분야 상위 10%이상 SCI 저널 증빙서류, 공저기여도 의견서 등을 제출하여야 함.

각 전공분야에서 인정하는 우수 국제학술지 (전체 SCI급 저널 중 해당분야에서 상위 10% 안에 드는 학술지)에 주저자 (제 1저자 혹은 교신저자)로 참여하거나, 그에 상응하는 연구업적을 발표한 자나 특별한 사유가 인정되는 자에게 박사학위를 수여하도록 규정하였음.

학과의 학사운영 내규는 제도화되어 운영되고 있으며, 신입생 오리엔테이션 자료집이 구비되어 사용되고 있음.

학석사 연계과정: 학사과정 재학 중에 학석사 연계과정 시험에 응시하여, 이 시험에 통과되면, 석사 교과과정의 일부를 미리 이수할 수 있도록 하여 학석사 수학기간을 단축할 수 있도록 하였음. 이 학석사 연계과정을 선택하고 합격한 학생은 별도의 석사과정 입학시험 없이 석사과정에 입학하게 됨. 단, 각 과정별로 이수해야할 학점은 동일함.

석박사 연계과정: 석사과정 재학 중에 석박사 연계과정 시험에 응시하여, 시험에 통과되면 박사 교과 과정의 일부를 미리 이수할 수 있고, 별도로 석사학위 논문을 작성하지 않아도 됨. 석박사 연계과정을 선택하고 합격한 학생은 별도의 박사과정 입학시험 없이 박사과정에 입학하게 되어 심화된 연구를 진행할 수 있음. 단 이런 연계 과정을 선택하여도 앞에서 정한 과정별로 이수해야할 학점은 동일함.

(5) 교육과 연구 연계구조 구축

응용생명 분야의 혁신을 주도할 국내의 최초의 바이오및뇌공학과로서 대학원 커리큘럼을 세우고, 연구를 통해 발견된 사실을 새로운 교과목을 통해 학생들에게 최신 기술을 알릴 수 있도록 노력하였음.

바이오 공학 분야의 빠른 발달 속도를 기존의 교과목 형식만으로 전달함에 한계가 있을 수 있기에, 각 분야의 선도 연구자를 초청한 세미나 혹은 본 교육연구단 소속 교수의 지도하에 학생들 간의 세미나를 개최하여 최신 연구 기술을 교육으로 활용하였음.

연사 초청을 통해 바이오정보/리더쉽, 뇌인지융합, 바이오나노, 바이오영상 분야의 연구에 대해 세미나를 개최하였으며 각 분야별 세미나 발표 연사와 포스트들은 아래와 같음.

바이오정보/리더쉽: Gabriel Kreiman교수(Harvard Medical School), 김용민총장(포스텍), Dr. Joel Leibo(Google DeepMind) 외 11명

뇌인지융합: Christopher Summerfield(Oxford Univ), 김용휘교수(서울대의대), 이대열교수(Johns Hopkins Univ) 외 21명

바이오나노: 오우택소장(KIST), Gabe Kwong(Georgia Tech), Michael Sailor교수(UCSD) 외 17명

바이오영상: 방원철상무(삼성전자), Zhi-Pei Liang교수(UIUC), 서준범교수(울산의대) 외 6명 

석사/박사 과정 학생들이 중심이 되어 바이오-의료 융합 분야 세미나를 조직하였음. 세미나 조직 그룹, 발표자 그룹, 진행 그룹, 패널리스트 그룹으로 학생들의 역할을 분담하여 학생들이 바이오-융합 분야 세미나에 필요한 과정을 직접 수행하며 최신 연구 결과를 공유하고 이에 대한 토의을 진행하였음.

본 교육연구단이 추구하는 바이오-융합 인재상은 학제 간 소통 능력에 그 근간을 두고 있음. 본 교육연구단은 연구 전문성이 바이오 정보, 바이오 나노, 바이오 전기/전자, 바이오 이미징 분야 등으로 넓게 분포하고 있음. 바이오퓨전 세미나는 서로 다른 전문 분야의 학생들이 소통할 수 있는 기회를 제공하여 최신 연구 주제를 탐색하고, 세미나를 조직하는 과정에서 학제 간 소통의 중요성과 학제 간 연구의 중요성을 동시에 전달하는 토론형 교육 프로그래임. 해당 바이오퓨전 세미나를 통해 학생들의 연구 분야 역시 소개되며 이를 통해 학생 중심의 융합 연구 주제 발굴 및 바이오융합 문제 해결의 기회를 마련하였음.

매학기 약 60명의 학생들이 참석하며 기성 연구자의 학술대회와 같은 양식으로 세미나 세션을 진행하고 이어서 학생 패널을 중심으로 토의 세션을 진행하였음. 매학기 바이오 나노 소재, 바이오 전기전자, 바이오 이미징, 신경과학 등의 넓은 범위의 주제들이 10개 내외로 다루었으며, 생물과 공학의 접점이라는 큰 주제 안에서 학제 간 연구의 중요성과 기술적 발전 측면에서 심도 있는 토의를 진행하였음.

응용생명에 적합한 글로벌 인재를 양성하고자, 다양한 주제의 연구 흐름을 파악할 수 있는 기회를 제공하였음. 특히, 바이오-의료 융합분야는 매우 빠른 속도로 발전하고 있고, 각 연구 분야별 다양한 융합의 시도가 이루어지고 있음. 새로운 신기술의 도입이나 과학적/공학적 발견의 도래 등은 기존의 교과목 체계에서 수용하기가 어려우므로, 학기 중 매주 수요일 본 교육연구단에서는 국내외 다양한 연구 분야의 선도 연구자들을 초청하여 세미나를 개최함으로, 급변하는 학계와 산업계의 수요에 발맞추어 유연하게 적응 가능한 교육을 제공하였음. 연사들의 세미나 발표주제는 본 교육연구단 대학원생들의 연구에 영감을 줄 수 있는 주제로 선정되었으며, 세미나 후 질의 응답시간으로 해당 연구 분야의 세계적인 연구자와 학술적 토론을 할 기회를 가질 수 있었음. 세미나에는 모든 학생들이 참석가능하며, 평균 50명 이상의 학생들이 참가하여 연사와 토론의 기회를 가짐.

최신 연구 기술을 교육으로 활용하기 위하여 각 분야의 선도 연구자 초청 세미나 개최하였고, 최신 연구 주제를 탐색하고, 세미나를 조직하는 과정에서 학제 간 소통의 중요성과 학제 간 연구의 중요성을 동시에 전달하는 토론형 교육 프로그램인 석사/박사 과정 학생들이 중심의 바이오-의료 융합 분야 세미나를 조직하였음.

1.2 과학기술·산업·사회 문제 해결과 관련된 교육 프로그램 현황과 구성 및 운영 실적

현 과학기술, 산업, 사회가 가지는 문제들을 주제로 하는 KAIST Bio-IT Healthcare Initiative 프로그램의 일환으로 3개의 심포지움을 Precision Electromedicine, The Future of Medical Diagnosis and Treatments, The Neural Basis of Cognition의 주제로 개최하였음.

관련분야 전문가 발표를 통한 교육에 더하여, 각 대학원생의 연구주제를 토론의 기회 제공을 통한 교육의 효과를 극대화하였으며, 추후 해당 더 다양한 과학기술, 산업, 사회의 문제를 주제로 심포지움을 개최할 예정임.

공간의 제약을 받지 않으며 과학기술, 산업, 사회 문제 해결에 학술 토론의 장을 열기위해, 앞의 주제에 대한 virtual conference 등을 기획하였음.

다양한 과학기술, 산업, 사회 문제의 심포지움 개최 실적

No. 날짜 / 행사명 / 연사 / 소속 / 연제

1. 20200911 / KAIST Healthcare/Brain+ Webinar Series : Recent Approach in Muscle and Neural Engineering / Professor Young Charles Jang / Georgia Tech Biological Science / Integrative Stem Cell Engineering Approaches to Rejuvenate Aging Skeletal Muscle

2. 20201023 / Healthcare/Brain+ I-Network 사업 : 창업인재양성 강연시리즈 / 과장 윤세명 / 중소벤처기업부 창업벤처혁신실 기술개발과 / 의료 바이오분야 스타트업을 위한 TIPS 프로그램 안내

3. 20201113 / KAIST Healthcare/Brain+ Webinar Series : Intelligent Biomedical Imaging / Professor Roarke Horstmeyer / Duke University Biomedical Engineering / Intelligent Biomedical Imaging Devices

4. 20201127 / Healthcare/Brain+ I-Network 사업 : 창업인재양성 강연시리즈 / 상무 이상동 / NVC 파트너스 / 투자유치를 위한 스타트업들의 관점전환과 벤처 캐피탈 이해: 벤처 투자자들은 무엇을 궁금해하는가

5. 20201204 / KAIST Healthcare/Brain+ Webinar Series : Biomaterials for Engineering Mechanobiology / Professor Luo Gu / Johns Hopkins University Materials Science and Engineering / Directing Stem Cell Fate By Tuning Matrix Viscoelasticity

6. 20220125 / 2022 Human Powered Healthcare Webinar Series I : Webinar Series / Ph.D Surl-Hee Ahn / University of California San Diego  / Building the lens of a computational microscope to study proteins and biomolecules 

7. 20220207 / 2022 Human Powered Healthcare Webinar Series I : Webinar Series / 교수 Moon Kee Choi  / UNIST Department of Materials Science and Engineering  / Ultrathin flexible optoelectronic devices for wearable/implantable applications 

8. 20220819 / 2022 Human Powered Healthcare Webinar Series IV : Webinar Series / Ph.D Heonseok Kim / Stanford University School of Medicine / Single-cell characterization of CRISPR-perturbrd transcripts with nanopore sequencing

9. 20220826 / 2022 Human Powered Healthcare Webinar Series IV : Webinar Series / Ph.D Inwha Baek / The Rockefeller University Biological Chemistry and Molecular Pharmacology / Engineering a cell fate with gene expression regulators

10. 20220901 / 2022 Human Powered Healthcare Webinar Series IV : Webinar Series / Ph.D Na Young Jun / Duke, Computational Neuroscience, AI / Dfficient coding of natural scenes predicts the optimal number of receptive field mosaics and their spatial arrangements

분야별 특별 학술 세미나 시리즈 및 학술 교류 워크샵 운영. 바이오 융합 분야의 다양한 연구 주제에 대한 시의 적절한 교육을 위해 학과 정기세미나 외에 연구 분야별 특별 세미나 시리즈를 운영하여 학생들에게 최신의 연구 흐름을 파악할 수 있는 기회를 제공하였음.

정기 및 특별 세미나 개최 실적

No. 날짜 / 연사 / 소속 직급 / 연제

1. 20200902 / 이광형 / KAIST 바이오및뇌공학과 교수 / 바이오및뇌공학과의 과거 현재 그리고 미래

2. 20200923 / 이인아 / 서울대학교 뇌인지과학과 교수 / Back to Behavior to Learn How the Brain Works.

3. 20201007 / 구태윤 / KAIST 의과학대학원 교수 / Tissue Engineering and Modeling for Visualizing Biological Structures and Functions

4. 20201028 / 차지욱 / 서울대학교 심리학과 교수 / Data Science in Psychp;pgy and Neuroimaging

5. 20201111 / 이진아 / 한남대학교 생명시스템과학과 교수 / New tools to study mammalian autophagy

6. 20201125 / 장무석 / KAIST 바이오및뇌공학과 교수 / Seeing through Scattering Biological Tissues

7. 20210303 / 김필남 / KAIST 바이오및뇌공학과 교수 / The Matrix: A New Dimension in Cancer Research

8. 20210310 / 유담 / NUS Electrical and Computer Engineering 교수 / On-Chip Epilepsy Detection: Where Machine Learning Meets Patient-Specific Wearable Healthcare

9. 20210317 / 김현구 / 고려대학교 구로병원 흉부외과 교수 / Intraoperative Image-Guided Precision Surgery

10. 20210324 / 최형진 / 서울대학교 의과대학 의과학과 교수 / 비만 및 섭식문제 디지털 치료제 개발 및 임상효능 입증

11. 20210331 / 박현욱 / KAIST 전기및전자공학부 교수 / MRI Research in KAIST

12. 20210407 / 서판길 / 한국뇌연구원 원장 / Physiological Roles of PI-Phospholipase C-Mediated Signalling

13. 20210414 / Ben Seymour / University of Ozford Institute for BME; Dept. of Clinical Neuroscience Professor / Looking for Pain in the Brain

14. 20210428 / 주철민 / 연세대학교 기계공학부 교수 / Advanced Optical Biosensor and Microscopy Technologies Bsed on Low-cost Consumer Electronic Devices

15. 20210512 / 김동명 / 충남대학교 응용화학공학과 교수 / 분석 및 진단을 위한 무세포 단백질 합성 기술의 응용

16. 20210512 / 신재원 / University of Illinois at Chicago College of Medicine  Professor / Biomaterial-directed paracrine modulation in regenerative medicine

17. 20210526 / 김법민 / 범부처전주기의료기기연구개발사업단; 고려대학교 바이오의공학부 단장 / 의공학 R&D에서 의료기기 사업화까지

18. 20210609 / 박영균 / KAIST 바이오및뇌공학과 교수 / Towards Integrative Understanding of Nervous System Usig Single-cell Holostic Phenotyping Techniques

19. 20210915 / 송재진 / 분당서울대학교병원 교수 / Fuctional Neuroimaging Approach to Unveil the Pathogenesis of Phantom Auditory Perception, a.k.a. Tinnitus

20. 20211006 / 주진명 / UNIST 바이오메디컬공학과 교수 / Nanoparticle that Interacts with Host Biology: Toward Targeted Drug Delivery and Precision Medicine

21. 20211013 / Bruno Averbeck / US NIMH/NIH Section Head / Computational Mechanisms and Neural Systems Underlying Reinforcement Learning

22. 20211117 / 정의헌 / GIST 의생명공학과 교수 / Translational Neurophotonics: Imaging and Manipulating the Brain in vivo.

23. 20211124 / 서정목 / 연세대학교 전기전자공학과 교수 / 면역위장 생체재료를 이용한 삽입한 의료기기 부작용 방지 기술

24. 20220302 / 백세범 / KAIST 바이오및뇌공학과 교수 / A New Approach to Brain Function with Theoretical and Computational Models

25. 20220316 / 고용송 / POSTECH 생명과학과 교수 / NanoCosmos: Extracellular Vesicles as Small Biological Systems for a Bigger Impact on Medicine

26. 20220323 / 이정훈 / Dept. Radiation Oncology & Molecular Radiation Sciences, Johns Hopkins University  Professor / Artificial Intelligence in Image-Guided Radiation Therapy

27. 20220330 / 이성환 / 고려대학교 인공지능학과  교수 / 인공지능과 뇌공학의 만남: 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술

28. 20220406 / Hongwei Dong  / Dept. Neurobiology, UCLA  Professor / The mouse Cortico-Basal Ganglia-Thalamic Network

29. 20220413 / 곽노준 / 서울대학교 지능정보융합학과  교수 / 딥러닝 기반 물체검출

30. 20220427 / 강태준 / 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터  박사  / Convergence Bionanotechnology for Disease Diagnosis

31. 20220504 / 권준수 / 서울대학교 의과대학 신경정신과/뇌인지과학과  교수 / Thalamic Connectivity System across Psychiatric Disorders

32. 20220511 / 박재성 / POSTECH 기계공학과  교수 / Exosome Engineering in Diagnosis and Therapy

33. 20220518 / Okihide Hikosaka  / National Eye Institute(NEI), National Institute of Health  박사  / Basic Mechanism of Eye Movement in the Brainstem

34. 20220525 / 신인호 / 미래육군과학기술연구소 소장 / 과학기술과 안보

35. 20220608 / 조영호 / KAIST 바이오및뇌공학과 교수 / 40-Year Research Journey Map: Stream amd Trasition of Research Topics, Methods and Goals

36. 20220622 / Deokgun Park / University of Texas at Arlington Professor / Cognitive Architecture for Operant Conditioning

37. 20200713 / Jaeyoun Kim / Dept. Electrical & Computer Engineering, Iowa State University Professor / Light-Controlled Capillary Force Lithography for Sub-10-nm Resolution Grayscale Printing of Metasurfaces

38. 20220714 / Shadi A. Dayeh / Dept. Electrical and Computer Engineering, UC San Diego Professor / Mapping the Huma Brain with High Spatiotemporal Resolution

39. 20220831 / 이상완 / KAIST 바이오및뇌공학과 교수 / The seven wonders of human intelligence

40. 20220907 / Changjoon Justin Lee / IBS Center for Cognition and Sociality Director / Reactive Astrocytes as the Cause of Alzheimer's Disease

41. 20220921 / 김도년 / 서울대학교 기계공학부 교수 / Design and Architecture with DNA: How to Fold DNA in to a Structure

42. 20220928 / 이정훈 / 서울대병원 교수 / The Artificial Intelligence Models to Predict Outcomes in Patients with Liver Diseases

43. 20221005 / Andrea Tacchetti / DeepMind Ph.D. / The Good Shepherd: Machince Learning for Mechanism Design

44. 20221012 / 김지욱 / Inventera Pharmaceuticals Inc. 연구소장 / Inverted Iron Oxide Nanoparticles with Renal Clearance Capabilities for T1 Magnetic Resonance Imaging

45. 20221026 / 성학준 / 연세대 교수 / R&D Progress in Implantable Shape Memory Devices

46. 20221109 / 신미경 / 성균관대 교수 / Nature-inspired Adhesive Biomaterials as Topical Hemostatic Agents

47. 20221115 / 우성욱 / POSTECH  박사 / DNA-based molecular tools for programmable biological studies

48. 20221116 / 허훈 / 아주대 교수 / Complexity of Tumor Microenvironment in Gastric Cancer

49. 20221121 / Tristan Geiler / Columbia University Ph.D. / Organization and function of local hippocampal circuits for memory-guided behavior

50. 20221123 / 조은해 / GC Genome CTO / Early Detection and Monitoring of Cancer Using Liquid Biopsy

51. 20221207 / 이영석 / KAIST 바이오및뇌공학과 교수 / Translating Molecular Insights for Bioengineering

세계 유수 대학, 연구기관들과 공동 워크샵 개최를 통해 국제적인 연구 네트워크를 구축하고 글로벌 연구 동향을 파악하는 기회를 마련하였음.

해외우수 신진연구자 세미나 초청 실적

No. 날짜 / 성명 / 소속 / 연구분야

1. 20210507 / 김훈 / The Jackson Laboratory for Genomic Medicine / Health Informatics

2. 20210507 / 김융석 / Albert Einstein College of Medicine / Health Informatics

3. 20210514 / 최고은 / Virginia Tech / Cognitive neuroscience

4. 20210514 / 박수진 / Johns Hopkins University / Cognitive neuroscience

5. 20210521 / 최정민 / Korea University / Statistical genomics

6. 20210521 / 문지영 / Albert Einstein College of Medicine / Statistical genomics

7. 20210528 / 황태현 / Cleveland Clinic Lerner College of Medicine / Biomedical AI

8. 20210528 / 김현욱 / KAIST / Biomedical AI

9. 20210827 / 백민경 / University of Washington / Biochemistry

10. 20211210 / 정아인 / New York University / Neural Science

2. 인력양성 현황 및 지원 실적

2.1 평가 대상 기간 대학원생 인력 확보 및 배출 실적

<표 2-1> 교육연구단 참여대학원생 확보 및 배출 실적 (내용보기)

2.2 교육연구단의 우수 대학원생 확보 및 지원 실적

 KAIST 출신 학생뿐만 아닌 국내외 여러 대학의 바이오 융합분야에 관심있는 우수한 학부생들을 유치하고자 현재 다양한 대외 홍보 및 교육 프로그램을 운영하였고, 향후 교육연구단 수준에서 확대 운영할 예정임.

-2022 KAIST Bio&Brain Engineering TrYBBE 프로그램 운영 : 타대학부생대상 동계연구인턴쉽프로그램 10명선발. 2023년 현재 홍보 진행 중.

-2022년 프로그램 참여현황

No. 학교명 / 학년 / 지도교수 / 연구실명

1. 경북대학교 / 3rd / 김필남 / Biological Microenvironment engineering Laboratory

2. 한양대학교 ERICA / 4th / 김철 / Biomedical Energy-Efficient Electronics Laboratory

3. POSTECH / 2nd / 김철 / Biomedical Energy-Efficient Electronics Laboratory

4. 충남대학교 / 3rd / 박성준 / Biomedical and Neural Interfaces Laboratory

5. 충남대학교 / 3rd / 박영균 / Laboratory for neurotechnology and brain network mapping

6. 가톨릭대학교 / 3rd / 손성민 / Biosesing Laboratory

7. 경희대학교 / 3rd / 이영석 / Young Laboratory in Quantitative and Vomputational Biology

8. 이화여자대학교 / 4th / 장무석 / Optical Imaging Laboratory

9. 서강대학교 / 3rd / 정기훈 / Biophotonics Laboratory

10. 울산대(석사/박사) / 박사수료 / 최정균 / OMICS Laboratory for Computational Biology and Medicine

본 학과의 학부생들에게 대학원을 소개할 수 있는 프로그램의 일환으로 시작되어 매년 운영되고 있는 Bio & Brain Night Open Lab 행사는 좋은 반응을 얻고 있으며 향후 이를 본 학과 뿐 아니라 타학과의 학부생들, 무학과 학생들 (KAIST 1학년)에게도 개방하여 우수한 대학원생을 확보하고 있음.

KAIST 1학년 학생들을 대상으로 개설되는 󰡐바이오공학의 이해󰡑 교과목을, KAIST가 자랑하는 온라인 동영상 강좌 및 오프라인 토의 시스템 (Edu3 교육시스템)을 토대로, 학과의 각 분야 교수들이 참여하여 바이오정보, 바이오전자, 바이오나노 분야를 신입생들에게 다양한 동영상 및 읽기 자료들을 통하여 소개하고, 흥미로운 자유토론 주제와 자료를 제시하여 학생들의 참여와 질의응답을 통한 교수진과의 상호작용을 유도하는 방향으로 운영하였음.

Facebook (http://www.facebook.com/kaistbioeng)을 통하여 학과의 여러 행사와 소식을 대내외적으로 공유하고 홍보하고 있으며, 젊은 층이 주로 사용하는 SNS를 적극 활용하여 교육연구단 홍보를 진행하였음. 학과 홈페이지 내 BBE ON 게시판(https://bioeng.kaist.ac.kr/index.php?mid=video_board) 신설을 통해 연구실 소개 등도 진행하였음

생활적으로도 학생 간 소통을 위한 다양한 활동을 지원하였음: CA 간담회, 학년별 간담회, 국제의료기기박람회 탐방, 명랑운동회, 진입생환영회, 오리엔테이션 등

학생들이 편안하게 다양한 교육 활동을 수행할 수 있는 공간을 마련하였음: 양분순 C-space, 정문술 로비, 양분순 3층 공간 등

2.3 참여대학원생 취(창)업 현황 

① 취(창)업률

<표 2-2> 평가 대상 기간(2020.9.1.-2023.2.28.) 내 졸업한 참여대학원생 취(창)업률 실적 (내용보기)

② 참여대학원생 취(창)업의 질적 우수성 (평가 대상 기간)

<표 2-3> 평가 대상 기간(2020.9.1.-2023.2.28.) 내 졸업한 참여대학원생 중 취(창)업의 질적 우수성

1. 김*아, 2023.2. 박사(졸업), 바이오및뇌공학과, NIH, USA(Postdoctoral), 김*아 졸업생은 라벨 데이터가 부족한 환경에서 적용 가능한 딥 러닝 기반의 다양한 영상처리 기법 개발에 관한 연구로 박사과정을 수행하였으며, 졸업 이후 미국 국립 보건원 (National Institute of Health, NIH)의 Postdoctoral Felllow로 취직하였다. 전공 전문지식을 기반으로, 인공지능을 이용하여 질병진단 가이드를 할 수 있는 의료영상 처리 연구를 수행 중임. 

2. 임*린, 2022.8 박사(졸업), 바이오및뇌공학과, 엘지경영개발원 AI연구원, 임*린 학생은 면역항암제의 새로운 타겟 발굴 연구로 박사과정을 마치고, 엘지경영개발원 AI연구원에 취업하여 인공지능 기술을 이용한 신소재 발굴 업무를 수행하고 있음. 

3. 안*서, 2022.2. 박사(졸업), 바이오및뇌공학과, 삼성전자(연구원), 국내 최고의 대기업 삼성전자의 반도체 혁신센터에 Staff Engineer로 취업하여 전공지식을 살려 딥러닝을 통한 반도체 영상분석 연구 수행하고 있음.

4. 김*수, 2021.2. 박사(졸업), 바이오및뇌공학과, 한국광기술원(연구원), 생체모방 초박형 배열 카메라는 곤충의 시각 구조 및 원리에서 영감을 받은 카메라로서, 곤충의 눈과 같이 여러 개의 렌즈가 포함되어 있고 물체에 위치에 따라 다양한 영상화가 가능하다는 특징을 가짐. 해당 카메라는 현미경, 치아용 카메라, 군사용 감시 로봇 등 다양한 응용분야에 적용될 수 있으며, 졸업자(김*수 박사)가 한국광기술원에서 임용이 되어 해당 분야를 포함한 다양한 광기술관련 응용분야에 대한 연구를 수행하고 있음.

5. 김*훈, 2021.2. 박사(졸업), 바이오및뇌공학과, 강남세브란스병원(임상강사(clinical fellow)), 김*훈 졸업생은 rs-fMRI의 기능적 연결성 분석을 위한 그래프 네트워크에 관한 연구로 박사과정을 수행하였으며, 졸업 이후 연세대학교 강남세프란스병원 정신건강의학과의 전임의로 취직하였음. 해당 연구소에서 뇌기능영상의 임상적용에 대한 연구를 수행 중임.

6. 차*주, 2021.2. 박사(졸업), 바이오및뇌공학과, 숙명여자대학교(조교수), 차*주 졸업생은 다양한 역문제 해결을 위한 지도 학습 및 비지도 학습에 관한 연구로 박사과정을 수행하였으며, 졸업 이후 삼성종합기술원 (Samsung Advanced Institute of Technology, SAIT)에 staff researcher로 1년 반 근무하였다. 이 후, 2022년 9월에 숙명여자대학교 지능형전자시스템전공 조교수로 임용되어, 인공지능 기반의 영상 화질 개선 및 생성 모델 연구를 수행 중이다.

7. 장*태, 2022.8 석사(졸업), 바이오및뇌공학과, Samsung Research(연구원), Samsung Research는 우리 나라의 대표 기업인 삼성전자의 가전제품(CE) 부문과 IT 및 이동 통신(IM) 부문의 선행 연구개발(R&D) 조직으로 현재 존재하지 않는 기술을 새롭게 개발하고 새로운 사업 분야에 적용되는 최전선에 있음. 해당 학생은 석사과정의 경험을 살려 Life Care 관련 제품의 R&D를 지속해나가고 있음.

8. 안*현, 2022.2 석사(졸업), 바이오및뇌공학과, 3billion. Inc.(연구원), 졸업 후 전공을 살려 AI 기반 국내 희귀 질환 진단 기업 쓰리빌리언에 Bioinformatics Engineer로 취업하여, 환자의 유전체 서열 데이터를 이용하여 희귀 질환을 진단하는 AI 기반 파이프라인이 잘 작동할 수 있도록 데이터를 관리하는 역할을 하고 있음. 

9. 주*영, 2022.2. 석사(졸업), 바이오및뇌공학과, 네이버 AI 랩(연구원), 주*영 졸업생은 인간의 고위수준 인지기능 중 하나인 유비추론 기계학습 모델을 구현하였고, 네이버 AI랩에서도 관련된 연구를 진행 중임.

10. 김*연, 2021.2. 석사(졸업), 바이오및뇌공학과, 삼성 바이오에피스(연구원), 김*연 졸업생은 효율적인 STING 작용제와 항-OX40 항체의 복합치료를 위한 전달 시스템 개발 연구로 석사학위를 취득함. 석사학위 과정동안 리뷰 논문 1편 및 북 챕터 1편을 발표하여 그 우수한 연구 성과를 인정받아 삼성 바이오에피스 연구원으로 취업하였음.

11. 노*원, 2021.2. 석사(졸업), 바이오및뇌공학과, 삼성바이오로직스(연구원), 노*원 졸업생은 나노바이오공학연구실에서 연구하는동안 1건의 SCI논문과 5건의 학회발표 성과를 냈으며, 그중 한국바이오칩학회 2020 춘계학술발표회에서 발표한 연구로 Best Paper Award를 수상하였음. 2021년 2월 “Constrcution of a fibroblast-associated tumor spheroid model based on collagen drop array chip”라는 주제로 석사학위를 받았으며, 현재 우수한 성과들을 인정받아 삼성바이오로직스에 연구원으로 취업하였음.

3. 대학원생 연구역량

3.1 참여대학원생 연구 실적의 우수성

 ➀ 참여대학원생 대표연구업적물의 우수성

<표 2-4> 평가 대상 기간(2020.9.1.-2023.2.28.) 내 참여대학원생 대표연구업적물 

1. Jeong Yeon Kim, Hongui Cha, Kyeonghui Kim, Changhwan Sung, Jinhyeon An, Hyoeun Bang, Hyungjoo Kim, Jin Ok Yang, Suhwan Chang, Incheol Shin, Seung-Jae Noh, Inkyung Shin, Dae-Yeon Cho, Se-Hoon Lee & Jung Kyoon Choi, "MHC II immunogenicity shapes the neoepitope landscape in human tumors", Nature Genetics, 55, 221-231, 2023.02, 10.1038/s41588-022-01273-y, 면역 원성을 가지는 신생항원을 예측하는 최초의 기술으로서 면역항암치료 코호트 및 일반 암환자 데이터에서 신생항원에 의한 선택적 제거를 시스템적으로 규명한 연구로서 본 교육연구단 목표와 부함되는 창의성 높은 연구 성과임. 삼성서울병원, (주)펜타메딕스와 공동으로 개인 맞춤형 항암백신에 유효한 신생 항원을 예측하는 딥러닝 모델을 구축하고 항암 반응성을 규명함. 딥러닝을 이용해 T세포 면역반응을 유도할 수 있는 백신 타깃을 발굴하는 방법을 개발해 대규모 암 유전체 데이터, 면역치료 환자 데이터, 동물실험 등을 통해 유효성을 검증함. 주조직적합성복합체(MH)는 암세포의 돌연변이에서 나온 단백질 조각과 결합해 정상 세포와 다르게 만들어진 신생 항원은 이론적으로 수 백여 종류에 달하는 것으로 알려졌으나 면역세포인 T세포가 암 세포를 알아보고 공격하도록 항원 역할을 할 수 있는 건 일부에 불과해서 암 공격을 유도하는 신생 항원을 정확히 가려내는 것이 중요한데, 이를 딥러닝 방식으로 해결하였음. IF(2021) 41.376

2. Chanseok Lee, Gookho Song, Hyeonggeon Kim, Jong Chul Ye & Mooseok Jang , "Deep learning based on parameterized physical forward model for adaptive holographic imaging with unpaired data", Nature Machine Intelligence, 5(1), 35-45, 2023.01, 10.1038/s42256-022-00584-3, 영상 시스템의 물리적 섭동에 대한 난제를 해결하는 연구로서 기계 학습 모델에 융합 가능한 광 전파의 물리적 모델을 제시하여 홀로그래피 영상 복원의 reliability를 혁신적으로 개선하였음. 본 연구에서 개발된 모델이 생체 광학 분야에서 성공적으로 적용 가능함을 검증하였으며, 무렌즈 홀로그래픽 이미징 시스템 이외에도 이미징 과정이 물리적 모델로 기술 가능한 영상 시스템에 대해서도 확장이 가능함을 보여줌. Nature Machine Intelligence는 IF(2021) 25.898, COMPUTER SCIENCE, ARTIFICIAL INTELLIGENCE분야 144개 저널 중 1위로 최상위 저널임.

3. Eunju Cha, Chanseok Lee, Mooseok Jang, and Jong Chul Ye, "DeepPhaseCut: Deep Relaxation in Phase for Unsupervised Fourier Phase Retrieval", IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 44(12), 9931-9943, 2022.12, 10.1109/TPAMI.2021.3138897, PhaseCut Loss를 deep learning 기반 phase retrieval 문제에 적용할 수 있는 수학적 토대를 마련하고, 광학, 초음파 등 의생명 영상에 적용하여  기존 deep learning 기법보다 우수한 성능을 검증하였음. 바이오 헬스 진단 분야에 널리 활용되는 phase retrieval 문제에 새로운 돌파구를 마련한다는 점에서 본 사업단의 목표에 부합함. IF(2021) 24.314 / COMPUTER SCIENCE, ARTIFICIAL INTELLIGENCE분야 144개 저널 중 2위로 최상위 저널임.

4. Byoung-Hoon Kang, Youngseop Lee, Eun-Sil Yu, Hamin Na, Minhee Kang, Hee Jae Huh, 정기훈, "Ultrafast and Real-Time Nanoplasmonic On- Chip Polymerase Chain Reaction for Rapid and Quantitative Molecular Diagnostics", ACS nano, 6(15), 10194-10202, 2021.06, 10.1021/acsnano.1c02154., 본 논문은 초고속 실시간 나노플라즈모닉 PCR 기술에 대한 것으로, 백색 발광다이오드(LED)의 높은 광 흡수율을 갖는 나노플라즈모닉 기판에 진공 설계된 미세 유체칩을 결합해 소량의 검체를 신속하게 증폭하고 정량적으로 분석해 바이러스를 단시간 내에 정확하게 검출할 수 있음. 해당 연구에서는 SARS-CoV-2 플라스미드 DNA를 사용해 해당 기술을 검증했고, 40싸이클(95도-60도)을 5분 이내에 수행해 타겟 바이러스를 91%의 증폭 효율과 함께 정량적으로 검출했으며, 이는 기존 실시간 PCR 시스템의 긴 소요 시간(약 1시간)에 비해 매우 빠르고, 높은 증폭 효율을 보이므로 신속한 현장 진단에 적용되기 적합할 것으로 기대됨. IF(2021) 18.027 / 언론보도: https://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=103&oid=346&aid=0000041315

5. Seungdae Baek, Min Song, Jaeson Jang, Gwangsu Kim & Se-Bum Paik, "Face detection in untrained deep neural networks", Nature Communications, 12(1), 1-15, 2021.12, 10.1038/s41467-021-27606-9, 본 연구는 학습 과정을 전혀 거치지 않은 신경망에서 얼굴을 인식하는 뉴런이 발생할 수 있음을 보인 계산신경과학적 모델링 연구임. 본 연구 결과는 뇌의 기초적인 인지 지능은 학습이나 훈련 없이 뉴런이 이루는 신경망의 초기 형태 및 무작위적 연결 구조로부터 자발적으로 발생될 수 있다는 이론을 제시하였음. 이와 같이, 지금까지의 뇌인지과학 연구에서 정립되지 않았던 뇌기능 최초 발생 원리의 기반이론을 제시하는 것으로 기존 연구의 패러다임을 바꾸었음. 또한, 기능을 발생시키기 위해서는 반드시 데이터 기반 학습이 필요하다는 상식과 상반되는 시각을 제시함으로서 인공지능 분야 발전에 크게 기여하였음. IF(2021) 17.694 / Google Scholar 20회(23년 03월 현재) / 2021 Nature Communications life and biological sciences 논문 Top25 선정

6. Sangjoon Park, Gwanghyun Kim, Yujin Oh, Joon Beom Seo, Sang Min Lee, Jin Hwan Kim, Sungjun Moon, Jae-Kwang Lim, Chang Min Park & 예종철, "Self-evolving vision transformer for chest X-ray diagnosis through knowledge distillation", Nature Communications, 13:3848 (2022), 2022.07, 10.1038/s41467-022-31514-x, 해당 연구는 인공지능 모델 개발의 고질적 문제점이던 라벨 의존성을 크게 줄여, 의료영상에서 소수의 라벨 데이터 만으로도 지속적으로 스스로 성능을 진화시킬 수 있는 인공지능 알고리즘을 제안하였음. 방사선 전문의의 학습 과정에서 영감을 얻어 지식 증류를 통한 자기 감독 및 자기 훈련으로 vision transformer의 성능을 향상시켰음. 3개 외부 병원에서 검증을 하였을 때, 결핵, 기흉 및 COVID-19 진단이 감독 모델보다 훨씬 우수한 성능을 보여 임상 환경에서의 적용 가능성을 제공하였음. 그 참신성을 인정받아 Nature 자매지인 Nature Communications에 게재되었음. IF(2021) 17.694

7. Namhee Kim, Chae Young Hwang, Taeyoung Kim, Hyunjin Kim, Kwang-Hyun Cho, "A cell fate reprogramming strategy reverses epithelial-to-mesenchymal transition of lung cancer cells while avoiding hybrid states", Cancer Research, 83 (6), 956-970, 2023.01.29(online);202303출판, 10.1158/0008-5472.CAN-22-1559, 본 논문이 게재된 Cancer Research 저널은 IF(2021) 13.312의 우수한 저널로, JCR의 Oncology 분야에서 245개 저널 중 20위의 Q1 quartile, 92.04의 JIF percentile을 기록하였음. 본 연구는 높은 가소성과 전이능력을 획득한 EMT 하이브리드 세포 상태를 피하는 동시에 항암 화학요법 치료에 대한 내성을 극복하기 위해 시스템생물학 연구를 수행하였음. EMT의 유전자 조절 네트워크 수학모델을 개발하고 대규모 시뮬레이션 분석과 복잡계 네트워크 제어기술을 적용해 전이능력과 약물저항성을 상실한 상피세포 상태로 역전시킬 수 있는 핵심 분자 타겟인 p53, SMAD4와 ERK1/2를 발굴하였으며, 이를 폐암세포에서 수행한 분자세포실험을 통해 증명하였음. 본 연구는 Cover paper로 선정되었음.

8. Hyeon Gu Kang, Haeun Hwangbo, Myung Ji Kim, Sinae Kim, Eun Ji Lee, Min Ji Park, Jae-Weon Kim, Byoung-Gie Kim, Eun-Hae Cho, Suhwan Chang, Jung-Yun Lee, Jung Kyoon Choi, "Aberrant Transcript Usage Is Associated with Homologous Recombination Deficiency and Predicts Therapeutic Response", Cancer Research, 82(1), 142-154, 2022.01, 10.1158/0008-5472.CAN-21-2023, 난소암과 유방암에 대한 신약으로 주목받고 있는 PARP 저해제의 반응성을 기존과 달리 RNA 패턴을 통해 정확하게 예측할 수 있음을 밝힌 연구로서 본 교육연구단 목표와 부함되는 창의성, 혁신성 높은 연구 성과임. 기존에는 주로 BRCA1/2 유전자 돌연변이 및 genome instability score 등을 통하여 PARP 저해제 반응성을 예측하였으나 false positive 가 높고, 특히 기능적으로 HRD가 복구된 이후에도 남아있어서 예측의 불확실성을 높이는 등의 문제가 있었음. 그러나 본 연구에서 개발한 전사체 기반의 방법은 그런 문제가 해결되고 예측 정확도가 높기 때문에 산업적인 활용 가치가 높으며, 현재 기술이전을 준비중임. IF(2021) 13.312

9. Sugyun An, Si-Young Cho, Junsoo Kang, Soobeom Lee, Hyung-Su Kim, Dae-Jin Min, EuiDong Son, 조광현, "Inhibition of 3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1 (PDK1) can revert cellular senescence in human dermal fibroblasts", PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America), 117(49), 31535-31546, 2020.12, 10.1073/pnas.1920338117, 본 논문이 게재된 PNAS 저널은 IF(2021) 12.779의 우수한 저널로, JCR 분야별 ranking의 Multidisciplinary Sciences 분야에서 73개 저널 중 8위의 Q1 quartile, 89.73의 JIF percentile을 기록하였음. 지금까지 생명체의 노화현상은 비가역적이라고 인식됐으나, 본 연구는 생명체 분자조절 네트워크의 복잡성으로부터 가역화의 가능성을 발견하여 노화과정의 핵심 회로를 동정하고 PDK1 분자타겟을 최초로 발굴하였으며, 이를 실험증명하여 노화된 세포를 역노화시킴으로써 노인성 질환을 예방 및 극복할 수 있는 핵심 원천기술을 개발하였음.

10. Jieun Han, Hye Jin Lim, Juhwan Park, Dong Hyun Han, Dong-Myung Kim, 박제균, "On-chip microfluidic dual detection of amino acid metabolism disorders using cell-free protein synthesis", Biosensors and Bioelectronics, 222, 114936, 2023.02, 10.1016/j.bios.2022.114936, 비정상적인 대사 경로로 인해 발생하는 특정 아미노산의 축적 또는 결핍은 각종 대사 질환을 일으키기에 아미노산 분석은 대사 상태의 관찰 및 분석에 필수적이며 간편하고 신속하게 이런 분석 과정을 수행할 플랫폼이 필요함. 본 연구는 손가락 구동 펌프가 내장된 미세유체칩에서 무세포 단백질 합성으로 두 종류의 아미노산 농도를 동시 분석할 수 있는 장치를 개발하였음. 시료 내 표적 아미노산 농도에 따라 무세포 단백질 합성을 통해 형광 단백질이 합성되며 형광 세기 관찰을 통해 아미노산 정량이 가능함. 본 시스템은 손가락 구동 펌프를 이용해 체내 아미노산 농도의 현장 진단이 가능함을 보여주었음. IF(2021) 12.545

11. Gihyun Lee, Soo Jee Kim, Honggu Chun, 박제균, "Multilayered and heterogeneous hydrogel construct printing system with crosslinking aerosol", Biofabrication, 13 (4), 045027, 2021.1, 10.1088/1758-5090/ac25ca, 본 연구는 다발형 유리 모세관 노즐과 가교제 분무 장치를 바이오프린팅에 적용해 이종 및 다층 세포-수화젤 구조물을 제작했다. 다발형 노즐 내 각각의 노즐을 개별 구동되는 공압펌프에 연결해 사용되는 바이오잉크 특성 및 제작하고자 하는 구조에 따라 개별 제어함으로써 여러 종류의 세포-수화젤로 이루어진 하나의 구조를 구현하였음. 해당 노즐이 부착된 프린팅 헤드에 가교제 분무 장치를 접목해 사출된 바이오잉크를 즉각적으로 겔화시켜 구획화된 미세구조를 안정적으로 제작하였음. 본 바이오프린팅 시스템의 적용으로 높은 세포적합성의 천연 수화젤을 고해상도 미세구조로 프린팅함으로써 유방암 미세환경을 모사하였음. IF(2021) 11.061 / BRIC 한빛사 인터뷰

12. C. S. Hwang,  S. Y. Lee, S. Lee, H. Kim, T. Kang, D. Lee, and K.-H. Jeong, "Highly Adsorptive Au-TiO2 Nanocomposites for the SERS Face Mask Allow the Machine-Learning-Based Quantitative Assay of SARS-CoV-2 in Artificial Breath Aerosols", ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, 49(14), 54550-54557, 2022.11, 10.1021/acsami.2c16446, 호기 비말 진단에서 기존 SERS 기판은 낮은 표면에너지로 인해 빠르게 분사되는 호기 비말이 기판에서 튕겨져 나와 샘플을 포집하는데에 어려움이 있음. 본 논문에서 제시한 기판은 TiO2를 기존 금나노섬 위에  증착하여 높은 표면 에너지를 가지게 하였고, 호기 비말 내에 있는 바이오마커를 효과적으로 포집할 수 있게 함. 포집한 바이오마커는 표면증강라만분광법을 통해 분석되었고 특히 머신러닝을 통해 SARS-CoV-2 단백질의 특이적 시그니처를 추출하여 최대 pM 레벨에서 검출이 가능함을 확인함. 본 연구를 통해 비침습적으로 호기 비말 내 바이오 마커를 검출하는 기술을 개발함. IF(2021) 10.383

13. Youngjin Park, Seungdae Baek & Se-Bum Paik, "A brain-inspired network architecture for cost-efficient object recognition in shallow hierarchical neural networks", Neural Networks, 134, 76-85, 2021.02, 10.1016/j.neunet.2020.11.013, 본 연구는 다양한 동물의 시각피질에서 공통적으로 발견되는 장거리 연결의 역할에 관한 계산신경과학적 모델링 연구임. 본 연구를 통해 장거리 연결이 두뇌와 같이 자원이 제한된 신경망에서 비용 효율적인 시각 인지기능을 가능하게 함을 제안하였음. 본 연구 결과를 통해 연구진은 기존의 신경과학 분야에서 해당 연결성의 신경 회로 수준의 역할을 제안한 것과 달리, 신경망 차원에서 시각 인지기능에 대한 역할을 인공 신경망을 활용하여 창의적으로 규명하였음. 이뿐 아니라, 해당 구조를 현재 인공지능 분야에서 사용되고 있는 인공신경망에 적용했을 시 신경망의 계산 효율을 크게 증가시킬 수 있음을 보여 계산뇌과학 분야에 크게 기여하였음. IF(2021) 9.657 / Google Scholar 7회(23년 03월 현재)

14. Soo Jee Kim, Gihyun Lee, Je Kyoon Park, "Direct microextrusion printing of a low viscosity hydrogel on a supportive microstructured bioprinting substrate for the vasculogenesis of endothelial cells", Advanced Materials Technologies, 7 (8), 2101326, 2022.08, 10.1002/admt.202101326, 바이오프린팅 기술은 다종의 세포-수화젤로 이루어진 바이오잉크를 지정된 위치에 사출해 복잡한 생리학적 환경의 미세구조를 구현하며, 이때 프린팅된 구조의 해상도와 안정성 및 세포적합성은 사용된 수화젤에 따라 결정됨. 따라서 생체수화젤은 높은 생체적합성을 가짐에도 불구하고 낮은 인쇄적성을 보이기에 바이오프린팅에 직접 적용이 되기 어려움. 본 연구는 미세구조기판의 capillary pinning 효과를 이용해 높은 생체적합성을 가지는 저점도 수화젤을 고해상도로 프린팅하고, 프린팅된 구조 내에서 혈관세포의 자가조립을 유도해 기존 바이오프린팅 기술로는 구현이 어렵던 수십 마이크로미터 단위의 혈관 구조를 만들었음. IF(2021) 8.856

15. Soorin Yim, Woochang Hwang, Namshik Han, Deheon Lee, "Computational Discovery of Cancer Immunotherapy Targets by Intercellular CRISPR Screens", FRONTIERS IN IMMUNOLOGY, 13, 2022.05, 10.3389/fimmu.2022.884561, 현존하는 면역항암제는 일부 환자에게만 효과가 있으며, 따라서 새로운 면역항암제 타겟이 요구되고 있음. 본 연구에서는 T세포와 유방암 세포에 크리스퍼 screen을 수행한 데이터를 활용하여 세포 간 상호작용이 면역항암제의 타겟으로 활용될 수 있는지 평가하였다. 본 연구 결과는 향후 면역항암제의 새로운 타겟 발굴에 활용될 수 있을 것이라 기대됨. IF(2021) 8.786

16. Hwisoo Kim, Hyewon Roh, Haseong Kim, Je Kyoon Park, "Droplet contact-based spheroid transfer technique as a multi-step assay tool for spheroid arrays", Lab Chip, 21 (21), 4155-4165, 2021.11, 10.1039/d1lc00581b, 본 연구는 액적접촉 기반 스페로이드 형성 및 이식 기술을 활용하여 기존의 스페로이드 조작방식에서 흔히 일어나는 스페로이드 손상을 최소화하고 사용자의 편의성을 증진하였다. 본 기술로 유방암 스페로이드의 clearing을 위한 여러 시료처리 단계를 진행하고 네 가지 clearing 용액을 평가하였다. IF(2021) 7.517

17. Jun-Hee Kim, Jae-Geun Im, and SungHong Park, "Measurement of CSF Pulsation from EPI-based Human fMRI", NeuroImage, 257:119293, 2022.08, 10.1016/j.neuroimage.2022.119293, 기존 fMRI 촬영기법으로 추가 데이터 획득없이 뇌척수액의 pulsation을 측정할 수 있는 분석 기법을 제시하였다. 기존에 다른 목적으로 얻어진 fMRI 데이터에 본 분석 기법을 적용하면 뇌척수액의 pulsation을 추가로 측정할 수 있으므로 impact가 높을 것으로 예상하고 있다. NeuroImage 저널의 2021년 IF는 7.400 이다.

18. Jin-Hui Yoon, Paul Shin, Jongyoon Joo, Gaon S. Kim, Wang-Yuhl Oh, 정용, "Increased capillary stalling is associated with endothelial glycocalyx loss in subcortical vascular dementia", Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, 42(8), 2022.08, 10.1177/0271678X221076568, 대뇌의 정상적인 기능을 위해서는 미세혈류순환의 건강한 작동이 필수적임. 본 연구에서는 기존 방법론들로는 해결하지 못한 피질하혈관성치매에 대한 문제를 다양한 이미징 기법들의 창의적인 도입을 통해 해결한 사례임. 본 연구의 핵심 주제는 생체형광현미경 이미징을 통한 혈관내피다당질과 일시적혈관막힘 간 관계인데, 본 연구에서는 일시적혈관막힘 현상의 다양한 생물학적 원인들(혈관내피다당질의 붕괴, 백혈구 막힘 등)이 규명되었음. 이러한 결과는 피질하혈관성치매의 바이오마커 발굴로 이어졌을 뿐 아니라, 대뇌미세순환조절과 관련한 여러 질병들의 치료표적인자의 발굴에 새로운 가능성을 제시한 것임. 본 연구의 우수한 성과는 Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism에 게재되는 것으로 인정받았고, 출판 이후 반 년 만에 10회가 인용되는 등(Google Scholar 2022.07.19기준) 가열한 후속연구들을 낳고 있음. IF(2021) 6.597

19. Chanhee Oh, Ok Hwa Jeon, Junhee Han, Kyungsu Kim, Hyun Koo Kim*, and Ji-Ho Park*, "Pulmonary Surfactant-Based Paclitaxel-Loaded Nanovesicles for Inhalation Therapy of Lung Adenocarcinoma", ACS Applied Nano Materials, , 2023.2.24. online, 10.1021/acsanm.2c05418, 폐선암의 치료제로 흔히 사용되는 정맥주사는 부작용과 비효율적인 전달로 인해 제한적임. 이러한 한계를 극복하기 위해 나노입자를 이용한 흡입 전달 요법이 활발히 연구되고 있는데 폐포 대식세포에 의한 빠른 제거 및 합성 물질로 인한 면역 반응으로 인하여 여전히 임상에서는 제한적으로 사용되고 있음. 본 연구에서는 지질 기반의 내외인성 폐계면활성제를 이용하여 나노입자를 개발하였으며, 이러한 한계를 극복하기 위해 나노입자를 이용한 흡입 전달 요법이 활발히 연구되고 있는데 폐포 대식세포에 의한 빠른 제거 및 합성 물질로 인한 면역 반응으로 인하여 여전히 임상에서는 제한적으로 사용되고 있음.  이러한 결과는 폐 질환 치료에 대한 새로운 전망을 제시하며, 폐계면활성제 기반 나노입자가 폐 선암종을 비롯한 다양한 폐 질환 치료에 큰 잠재력을 가지고 있음을 시사함. IF(2021) 6.14

20. Hongkyun Kim, Yechan Park, Chul Kim, "A 13.56-MHz Wireless Power Transfer System With a Wide Operating Distance and Load Range for Biometric Smartcards", IEEE Transactions on Power Electronics, 38(4), 5576-5585., 2022.12.28(online);202304출판, 10.1109/TPEL.2022.3232609, 해당 논문은 전송 전력의 확장된 제어 가능성과 함께 링크 거리 및 부하의 동적 범위를 증가시키기 위한 무선 전력 전송 시스템을 제시함. 넓은 링크 거리 및 부하 변동 하에서 수신기(RX) LC 탱크는 안정적인 3V DC 전압 VL을 제공하기 위한 단일 단계 정류 및 조절을 수행함. 송신 전력 PTX는 RX에서 송신기(TX)로 반사된 임피던스에 의해 제어됨. PTX의 제어성을 확장하기 위해 high quality factors를 가진 안테나와 직렬로 연결된 RX LC 탱크 구조가 적용되었음. 필요 시만 작동하는 상승 에지 검출기와 저전력 및 정확한 Zero-current sensing을 위한 하강 에지 검출기가 제시됨. 디지털 전압 조절 컨트롤러는 빠른 응답으로 안정적인 DC 공급을 위해 채택되었음. 구현된 IC는 0.14-mm2 면적을 가지며 큰 부하 동적 범위(10000×, 60& &600k&)의 광범위한 링크 거리(30&185mm)에서 작동함. IF(2021) 5.967

21. Hyewon Roh, Hwisoo Kim, Je Kyoon Park, "Construction of a fibroblast-associated tumor spheroid model based on a collagen drop array chip", Biosensors, 11 (12), 506, 2021.12, doi.org/10.3390/bios11120506, 본 연구는 액접접촉 기반 스페로이드 형성 및 이식 기술을 활용하여 사용자 편의성이 증가된 고처리량의 뇌종양 모델을 만들었음. 개발된 액접접촉 플랫폼은 기존 액접접촉 스페로이드 이식 기술에 aligning 기능을 추가해 수화젤로의 스페로이드 이식이 낮은 사용자간 편차를 가지고 이식될 수 있게 하였음. 이와 같이 제작된 뇌종양 스페로이드-수화젤 미세모듈어레이에서 여러가지 단계로 이루어진 분석을 균일하고 효율적으로 수행할 수 있었으며 향후 약물평가에 효과적인 플랫폼이 될 것으로 기대됨. IF(2021) 5.743

22. Doyoung Park, Taehyun Kim, 이수현, "Strong correspondence between prefrontal and visual representations during emotional perception", HUMAN BRAIN MAPPING, 42(7), 2115-2127, 2021.05, 10.1002/hbm.25353,  본 논문은 감정적인 기억에 대한 기존의 연구에서 명확히 밝혀지지 않았던 기억의 세부적인 내용이 어떻게 변화하는가에 대한 설명을 제시함. 뇌 영역 간 표상 유사성 분석을 통해 감정적인 정보를 인코딩 할 때 감각 영역에서의 정보의 표상이 전전두피질로부터의 하향식 신호의 영향을 받아 조정될 수 있다는 가능성을 제시하고 있음. IF(2021) 5.399

23. Hyun Jin Lee, Siwon Mun, Duc M. Pham, Pilnam Kim*, "Extracellular Matrix-Based Hydrogels to Tailoring Tumor Organoids", ACS BIOMATERIALS SCIENCE & ENGINEERING, 7, 9, 4128-4135, 2021.09, 10.1021/acsbiomaterials.0c01801, 종양을 실험실 환경에서 재현하기 위해 종양 오가노이드가 많이 사용됨. 하지만 종양 오가노이드를 배양함에 있어, 상업적으로 만들어진 마트리젤의 경우 종양의 다양한 생물학적 특징을 나타내기에는 한계가 존재함. 이같은 한계를 극복하기 위해 종양 오가노이드를 키우는 다양한 재료의 수화젤이 연구되고 있으며, 크게 4가지로 분류됨. 본 논문은 네 종류의 수화젤이 종양 오가노이드를 배양하는데 사용된 연구의 예시들을 정리해 재료에 따라서 특성은 어떤지, 종양 오가노이드에게 어떤 영향을 미치고 사용되기에 적합한 모델은 어떤 것인지 제시함. 향후 종양 오가노이드를 활용한 연구에서 상업적인 마트리젤 뿐만 아니라 다양한 재료의 활용하는 연구들에 있어 다방면으로 활용될 것으로 기대됨. IF(2021) 5.395

24. Taehyun Kim, Sejin Kim, Joonyoung Kang, Minjae Kwon and 이수현, "The Common Effects of Sleep Deprivation on Human Long-Term Memory and Cognitive Control Processes", Frontiers in Neuroscience, 16, 2022.06, doi.org/10.3389/fnins.2022.883848, 본 논문은 sleep deprivation이 사람의 장기기억과 인지조절과정에 미치는 영향들이 기술된 연구들에서 공통적으로 나타나는 특징들을 정리하였음. 또, 이러한 영향이 실제 뇌의 각 영역에서 어떤 결과로 나타나는지를 바탕으로 추후에 이어질 연구의 방향성을 제시할 수 있었음. 그 외에 sleep deprivation을 유발하는 외부 요소들 중 빛이 끼치는 영향을 정리하고, 실생활에서 이를 해결하기 위한 사례들을 소개하였음. IF(2021) 5.152

25. Muhammad Asaduddin, Hong Gee Roh, Hyun Jeong Kim, Eung Yeop Kim, 박성홍, "Perfusion Maps Acquired from Dynamic Angiography MRI using Deep Learning Approaches", Journal of Magnetic Resonance Imaging, 57(2), 456-469, 2023.02, 10.1002/jmri.28315, 기존 병원에서는 조영제를 사용하여 dynamic angiogram (DA)을 통해 혈관정보를 얻거나 dynamic susceptiblity contrast MRI (DSC MRI)를 통해 blood perfusion 정보를 얻을 수 있는데, 보통 둘 중 하나를 선택해서 얻거나 둘 다 필요한 경우 두 번의 조영제 투입을 통해 영상을 획득해야함. 본 연구는 그러한 한계점을 극복하기 위해 DA 영상으로부터 DSC MRI perfusion 정보를 딥러닝을 통해 정확히 유출해내는 방법을 제시하였음. 본 연구는 한 번의 조영제 투입으로 임상에 필요한 혈관과 perfusion 정보를 동시에 얻을 수 있어서 환자의 불편함을 줄이고 조영제와 MRI 사용 시간을 줄임으로써 비용을 절감하는 효과를 기대할 수 있음. IF(2021) 5.119

26. Woosung Jeon, Dongsup Kim, "Autonomous molecule generation using reinforcement learning and docking to develop potential novel inhibitors", Scientific reports, 10, 22104, 2020.12, 10.1038/s41598-020-78537-2, 이 논문에서는 기계학습의 한 분야인 강화학습 기법과 도킹 시뮬레이션을 이용하여 주어진 표적 단백질에 최적화된 저분자 화합물을 생성/디자인하는 “MORLD” 모델을 제시하였으며, 현재 웹 서비스를 제공해 통해 누구나 해당 모델을 쉽게 사용할 수 있음. MORLD는 신약 후보 물질을 표적 단백질에 최적화하여 결합력을 개선하거나 새로운 신약 후보 물질을 디자인하는데 활용할 수 있음. 이를 통해 신약 개발 과정의 비용 및 기간 단축에 기여할 것으로 기대된다.  google scholar 4회, 웹 서비스 google analytics 기준, 2020년 12월부터 26개국에서 521명이 이용하였으며, 8000회가 넘는 페이지 뷰를 기록하였음. IF(2021) 4.997

27. Joo Yeon Jeong, Haangik Park, Hong Yoo, Eun-Jin Kim, Borami Jeon, Jong Deog Lee, Dawon Kang, Changjoon Justin Lee, Sun Ha Paek, Eun Joo Roh, 이관수, and Sang Soo Kang, "Trifluoperazine and Its Analog Suppressed the Tumorigenicity of Non-Small Cell Lung Cancer Cell; Applicability of Antipsychotic Drugs to Lung Cancer Treatment", Biomedicines, 10(5), 1046, 2022.05, 10.3390/biomedicines10051046, 최근 연구에 따르면 다양한 항정신병제제가 항암 효능을 가질 것이라는 연구가 지속적으로 제기되어 온 바, 본 연구에서는 항정신병제제인 TFP와 해당 약물의 유도체인 3dc를 인간 폐암 세포주인 A549에 처리하였을 때 세포주 내 칼슘 농도 조절 및 신호전달 체계에 작용함으로써 암 세포 생존 억제 및 세포 사멸 유도 효과를 가짐을 확인하였으며, 폐암 유도 생쥐 모델에 해당 약물들을 처리하였을 때 암 세포의 생존 및 전이를 대조군에 비하여 효과적으로 억제하는 것을 확인하였음. 또한 비소세포성 폐암 환자에서 TFP 기전 연관 핵심 유전자 발현 시그니처와 관련 기전 유전자 발현 패턴이 환자 생존 기간에 유의하게 연관된 것을 확인하였음. 본 연구를 통하여 비소세포성 폐암의 치료제 개발을 목적으로 기존의 항정신병 약물로 시판되어 사용되고 있는 Trifluoperazine (TFP) 및 해당 약물의 유도체가 항정신병 약물을 항암제로 재창출할 수 있을 가능성을 제시하였음. IF(2021) 4.757

28. Jaehun Jeon, Hyunwoo Kim, Hyunwoo Jang, Kyungmin Hwang, Kyuyoung Kim, Young-Gyun Park, and 정기훈, "Handheld laser scanning microscope catheter for real-time and in vivo confocal microscopy using a high definition high frame rate Lissajous MEMS mirror", Biomedical Optics Express, 13(3), 1497-1505, 2022.03, 10.1364/BOE.447558, 본 논문은 고속 고밀도 리사쥬 스캐닝 미러를 이용한 실시간 공초점 이미징에 관한것으로 양축 공진 구동하는 MEMS 미러를 소형으로 제작하고 주파수 선별에 기반한 고속 고밀도 리사쥬 스캔을 구현함. 이를 통해 90%이상의 충진율과 30 Hz의 실시간 이미징을 진행하였으며 동물 실험에서 휴대 상황에서 양질의 이미징을 구현하여 서로 다른 조직을 구분하는데 성공함. 이는  기존 큰 공초점 이미징 시스템을 휴대용 장비로 대체하여 수술중 암진단 등 신속한 의료 진단에 적용될 것으로 기대됨. IF(2021) 3.562

29. Kanghyeon Kim, Changhoon Sung, Jungjoon Lee, Joonhee Won, Woojin Jeon, Seungbeom Seo, Kyungho Yoon, 박성준, "Computational and Histological Analyses for Investigating Mechanical Interaction of Thermally Drawn Fiber Implants with Brain Tissue", Micromachines, 12(4), 394, 2021.04, 10.3390/mi12040394, 해당 논문은 파이버 기반의 뇌 신경 인터페이스가 신체에 어떠한 영향을 끼치는지 컴퓨터 시뮬레이션 및 조직분석을 통해 조사한 연구로써, 기존과 다른 유연물질 기반의 인터페이스가 미래의 뇌공학 발전 (디바이스의 수명 증대)에 기여할 수 있는지를 보여준 우수한 연구라고 할 수 있음. IF(2021) 3.523

30. Anh Thi Ngoc Bui, Hyojin Son, Seulki Park, Sohee Oh, Jin-Sik Kim, Jin Hwa Cho, Hye-Jin Hwang, Jeong-Hoon Kim, Gwan-Su Yi, Seung-Wook Chi, "Artificial intelligence-based identification of octenidine as a Bcl-xL inhibitor", Biochemical and Biophysical Research Communications, 588, 97-103, 2022, 10.1016/j.bbrc.2021.12.061, 세포자살은 세포 내 항상성 유지 및 암 진행을 방지하는 데에 필수적임. Bcl-xL은 항-세포자살 단백질로, 항암 치료를 위한 가능성 높은 표적임. 본 연구는 구조적 특성 기반 딥러닝 및 승인된 약물 라이브러리로부터 분자 도킹을 통해 새로운 Bcl-xL 저해제인 octenidine을 발굴함. NMR을 통해 octenidine이 Bcl-2 homology 3 (BH3) 내 소수성 결합 도메인 영역에 결합하는 것을 시연하였음. NanoBiT 단백질-단백질 관계 시스템을 사용하여 Bcl-xL과 Bak-BH3 도메인의 세포 내 상호작용이 octenidine에 의해 억제됨을 확인하였고 octenidine은 MCF-7 유방암 세포와 H1299 폐암 세포의 세포자살을 촉진하여 그 생장을 저해하였음. 이로써 octenidine의 항-세포자살 Bcl-xL을 직접적으로 표적하는 새로운 기전이 암세포에서 미토콘드리아를 통한 세포자살을 촉발시키는 것을 밝혔음. IF(2021) 3.322

② 참여대학원생 학술대회 대표실적의 우수성

<표 2-5> 참여대학원생 학술대회 발표실적의 우수성

1. 정*환(박사과정) : Autophagy activating drug repurposing based on context-specific network for Parkinson’s disease, The 16th Intenational Conference on Data and Text Mining in Biomedical Informatics .본 연구의 주된 기여는 파킨슨 병의 근본적인 치료를 위한 오토파지 메커니즘 활성화에 초점을 맞춘 약물 재창출 후보 선정임. 기존 치료제의 한계를 극복하고자, 파킨슨 병 환자 네트워크 상에서 오토파지 핵심 유전자 및 관련 유전자를 찾고, 이를 기반으로 오토파지 활성화를 통한 치료를 기대할 수 있는 약물 후보를 선정함.

2. 이*석(박사과정) : Lenselss holographic imaging based on physics informed style transfer network, Optics and Photonics Congress 2022. style transfer deep learning 기법을 활용하여 기준 데이터 상 위상 영상이 없는 경우에도 위상 정보를 복원할수 있는 물리 기반 deep learning 기법을 개발하였음. 학회 구두세센별 분과별 1개의 발표에 주어지는 우수 논문상을 수상함. (디지털홀로그피 및 정보 광학 분과).

3. 유*인(박사과정) : High-resolution on-chip microscopy using LED matrix, Nanokorea Symposium 2022.저비용으로 고해상도의 무렌즈 온쳅 현미경을 개발함. LED 매트릭스 제어 기술을 적용하여 검체나 센서의 움직임 없이도 고해상도 복원이 가능하며, 이를 통해 무렌즈 영상 복원 시스템의 성능과 실용성을 크게 개선하였음.

4. Hwa* * *Hong(박사과정) : SARS-CoV-2 Detection from Human Respiratory Aerosol using Au-TiO2 Nanocomposite SERS Substrate, 한국바이오칩학회 2022 춘계학술대회. 타이타늄 옥사이드를 증착한 나노플라즈모닉 기판을 이용하여 SARS-CoV-2 단백질을 효과적으로 포집하고 측정하였음. 머신러닝을 이용하여 단백질의 라만 분광 시그니쳐를 추출하여 비침습적으로 호기 비말 내 바이오마커 탐지가 가능함을 확인하였음. 우수 구두발표상을 수상함.

5. 황*하(박사과정) : Top-up algorithm for single k-space from single-shot EPI, ISMRM 2022. 단일샷 EPI 이미지만으로 왜곡 보정하는 방법을 제안함. 유사 중심 궤적을 이용한 단일 k-space에서 Topup 알고리즘을 위한 두 개의 입력값을 추출할 수 있으며, 높은 SNR와 시간 해상도로 최소한의 왜곡 보정이 가능함. 자화 준비 이미징에 적합함.

6. LU* MIN* HU*(박사과정) : Extending nn-UNet for brain tumor segmentation, Brain Tumor Segmentation Challenge (BRATS) hosted by RSNA, MICCAI, and ASNR. Huan Minh Luu 박사과정 학생이 U-net 기반 네트워크는 통계적으로 훨씬 우수한 성능을 보여, 전세계 2200개 팀이 참가한  Multi-modal MRI 데이터 기반으로 뇌종양을 정확히 구획화하는 딥러닝 네트워크를 개발하는 대회인  Brain Tumor Segmentation Challenge 2021에서 1등을 차지함. $6000 상금을 수상함.

7. 강*훈(박사과정) : Handheld and ultrafast photothermal qPCR system for rapid detection of SARS-CoV-2, The 25th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2021). 10분 이내 코로나바이러스 검출이 가능한 초고속 초소형 광열 PCR 시스템을 개발. 나노플라즈모닉 광열효과와 알루미늄 카트리지, 마이크로렌즈 어레이 카메라 등의 기술을 적용하여 현장진단에 적합하게 제작됨. Elsevier Sensors 우수 논문상 수상함.

8. 박*영(박사과정) : Reliably fast adversarial training via latent adversarial perturbation, International Conference on Computer Vision (ICCV), 2021. 높은 계산 효율적 적대적 기계학습 방법론 개발을 통해 기존 최신 방법론 (state-of-the-art)을 다양한 데이터셋 (dataset) 환경에서 능가하였음. Acceptance rate 3% 기계학습 최상위 학회에 구두 발표(Oral presentation)를 진행함으로써 해당 연구의 창의성 및 혁신성을 입증하였음.

9. 이*희(박사과정) : Giant Charge Reconstruction in Lipid Vesicles: Optical Bottle Study, The 21th Statistical Physics Workshop. Optical Bottle technique을 통해 Lipid vesicle에서 일어나는 giant charge reconstruction 현상을 정량적으로 측정하는 연구를 수행하였음. Optical Trapping & Compressing을 통해 2차 비리얼 계수를 측정하고 이로부터 하전된 나노입자의 표면전하를 도출하는 연구임. 본 논문은 우수발표상(구두부문)을 수상함.

10. 왕*현(박사과정) : Identifying prognostic subgroups of luminal-A breast cancer using a deep autoencoder, IEEE International Conference on Bioinformatcis and Biomedicine (BIBM) 2020. Luminal-A 유방암 환자의 치료 예후를 개인 맞춤형으로 분류하기 위해 딥러닝을 사용하여 유전자 발현 데이터에서 중요한 특징을 뽑아내고, 이를 비지도학습으로 분석하여 예후 차이를 보이는 두 하위그룹을 찾아냄. 이는 향후 luminal-A breast cancer의 개인 맞춤형 치료에 활용될 수 있을 것으로 예상됨.

11. 김*범(박사과정) : Demonstration of Aberration Correction Lens Grating based Compact Spectrometer Packaging, 2022 첨단 바이오포토닉스 학술대회(ABC 2022)/2022.11.10~11. 기존의 마이크로 분광기는 크기를 축소하지만, 광학적 성능은 저하되는 문제를 가지고 있었음. 본 연구에서는 수차보정렌즈와 회절격자가 결합된 소자를 이용하여 두께가 10mm인 소형 구조로 만들고, 패키징과정의 광부품들의 배열이 용이하며, 3nm의 고 분해능 성능을 가지는 마이크로 분광기를 제안하였음. 우수 포스터 발표상을 수상함.

12. 박*단(박사과정) : Microtubule Structural Configuration and Flexural Rigidity Modulated by Anti-Cancer Drugs, 한국물리학회 Fall Meeting. 파클리탁셀과 라우리말라이드가 마이크로튜블을 안정화하는데 차이가 있는지 연구함. 엑스선 산란과 초저온전자현미경을 이용해 나노구조 비교하고, 기계적 역학에 미치는 영향을 전자현미경과 공초점주사 현미경으로 조사함. 두 약물이 어떻게 마이크로튜블의 구조를 변형시키는지, 이러한 구조가 마이크로튜불의 기계적 역학에 어떠한 영향을 주는지 알아봄. 우수 발표상 수상함.

13. 석*호(박사과정) : 고충격 가속도센서 성능 분석용 정전력 시뮬레이터, 2022 한국군사과학기술학회 종합학술대회. 고충격 가속도센서의 주요 성능을 저비용으로 실험실 단계에서 측정 가능한 정전력 기반 성능 분석 시뮬레이터를 설계, 제작하여 실험을 통해 가속도센서의 감도, 주파수 특성을 측정하여 이론값과 비교하였음. 본 정전력 기반 성능 분석 시뮬레이터는 고충격 가속도센서의 성능 측정뿐만 아니라 캘리브레이션, 오작동 진단과 Force balancing에 활용 가능할 것으로 기대됨.

14. 김*지(박사과정) : Bioprinting intricate constructs with a low-viscosity bioink, 한국바이오칩학회 2022 춘계학술발표회. 본 기술은 미세구조기판을 바이오프린팅에 적용해 높은 세포적합성에도 불구하고 기존 바이오프린팅 연구에 직접 적용되기 어려웠던 피브리노겐을 프린팅 함으로써 복잡한 미세구조체 내 혈관세포의 자가조립을 유도하는 결과를 발표하였음. 본 논문은 최우수 포스터발표상을 수상함.

15. 강*준(박사과정) : Neural Processing in the Processing in the Prefrontal Cortex for Memory Integration, Cognitive Neuroscience Society (CNS) CNS2022. 기존 연구들은 단순히 두 신경 기저에서 연합되는 정보들의 신경 표상이 변화함을 보이는 데에 그쳤으나, 본 연구는 기억 연합이 전전두피질의 원래 기억 신경 표상에 새로운 정보를 추가하는 방식으로의 기억 연합이 아니라, 새로운 형태로 나아가는, 새로운 정보와 함께 원래 기억까지 재구성되는 과정이 기억 연합과정에 포함되는 것을 시사하는 점에서 특히 우수함.

16. 이*수(박사과정) : Spontaneous emergence of magnitude comparison units in untrained deep neural networks, Computational and Systems Neuroscience (Cosyne) 2022. 신경망 모델을 활용하여 두 수량의 비율/차이에 대한 고등 인지 기능이 별도의 학습 없이 자발적으로 발생할 수 있다는 점을 제시하고, 발생 원리를 설명하는 이론적 모델까지 제시하였음.

17. 윤*조(박사과정) : Selective neuronal cell adhesion on a microelectrode array by electrophoretic deposition of PLL-FITC, IBEC 2021 & ICBHI 2021. 미세전극어레이 위에 세포를 배양하고 신호를 측정하는 세포 패터닝 기술을 개발함. 전극 주변에 바이오폴리머를 농축하여 세포 위치를 제어함으로써, 원하는 위치에 신경세포를 배치하고 전기적 활성을 측정할 수 있음을 입증함. 이 기술은 신경세포 기반의 약물 스크리닝 시스템에 유용하게 활용될 수 있음. 본 논문은 우수 포스터 발표상을 수상함.

18. 김*민(박사과정) : In vitro Leptomeninges Model to Study Brain Aging, 2021 추계 바이오칩 학회. 당화과정이 뇌막 섬유아세포 기능에 영향을 주어 분자 침투를 제한하는 것을 확인함. 노화된 쥐 뇌막 섬유아세포의 기능이 젊은 쥐에 비해 떨어짐을 발견하였으며, 이는 노화된 뇌에서 분자 교환이 더딘 이유를 설명할 수 있다는 가능성을 제시함.  우수 포스터 발표상을 수상함.

19. 한*현(박사과정) : Cost effective and portable finger-actuated microfluidic device for sample preparation in droplet digital PCR, 2021 마이크로나노시스템학회 추계학술대회. 본 기술은 microfluidics 기술을 기반한 droplet digital polymerase chain reaction (ddPCR) 기술에 손가락 구동 펌프를 적용함으로써 현장 분자진단에 사용될 수 있는 높은 사용자 편의성의 소자를 개발하였음. 본 논무은 우수논문상을 수상함.

20. 한*정(박사과정) : Tumor-Targeted Membrane Fusion Delivery for Deep Tissue Penetration and Synergistic Chemotherapy, 2021년 한국세포밖소포체학회 정기학술대회. 외부에서 주입되는 리포좀과 종양 내 혈관주변에 있는 세포가 분비하는 엑소좀을 동시에 이용하여 약물을 종양 내부에 고르게 분포하게 하여 항암치료 효과를 향상시킨 연구임. 본 논문은 우수포스터발표상을 수상함.

21. 김*영(박사과정) : Goal-dependent cortical reactivation during early and last phase of episodic memory retrieval, Cognitive Neuroscience Society (CNS) meeting. 본 연구는 일화기억 인출과정에서 인출 초기에는 행동목적과 상관없이 상위 시각영역 전반적으로 활성화를 보이나, 인출 후기에는 행동목적 특이적인 시각영역에는 활성화를 보임을 밝힌 연구임. 이는 행동목적에 따른 일화 기억 인출과정의 피질 재활성화의 역동성을 보이는 신경 기질을 제시하는데 기여한 연구임.

22. 용*성(박사과정) : The spatial configurations of self-assembled, multicellular cancer aggregates predict the drug response and prognosis of glioblastoma, 2021년 한국바이오칩학회 춘계 국제학술대회. 본 연구는 마이크로웰 기반의 어레이 플랫폼을 활용하여 뇌종양 세포 클러스터 분포와 약물저항성 간 상관관계를 밝히고 예후 예측 정확도를 개선하는 새로운 플랫폼을 개발함. 우수포스터 발표상을 수상함.

23. KH* SH*(박사과정) : Unsupervised Deep Learning for Accelerated High Quality Echocardiography, IEEE 17th International Symposium on Biomedical Imaging (ISBI) . Echocardiography에서 scanline 수를 줄이면 이미지 불연속성이 발생하는데, 이를 제거하기 위해 고화질 이미지를 target으로 하는 인공 신경망을 학습하여 고속화된 이미지 획득에 성공함.

24. 안*진(박사과정) : 금나노입자 광열효과를 이용한 피드백 신경자극 시스템 개발, 2020 대한의용생체공학회 추계학술대회. 뉴로피드백은 신경세포의 전기적 활성을 정교하게 제어하는 기술 중 하나이다. 이 연구에서는 열플라즈모닉 광열신경자극 기술을 활용하여 closed-loop neural control을 구현하였으며, 체외 조건에서 신경네트웍 내의 신경세포 발화율을 실시간으로 측정하고 조절하기 위한 피드백 제어 시스템을 개발하였다. 이를 통해 뉴로피드백 기술의 가능성을 입증하였으며, 우수 포스터상을 수상함.

25. 노*준(박사과정) : Structures of Microtubules under Shear Stress, 제32차 방사광 이용자 발표회. 세포의 뼈대를 이루는 마이크로튜브의 구조를 가속기 X-선 산란 기술로 관찰한 연구임. Shear 환경에서 분해능 1nm 이하로 In-situ 나노이미징을 성공함. 포항가속기 연구소의 빔라인 9A를 활용한 연구로 Rheometer와 Small Angle X-ray Scattering 장치를 이용함. 우수 포스터상을 수상함.

26. 백*대(박사과정) : Emergence of innate face-selectivity in untrained deep neural networks, 2020년 한국뇌신경과학회 정기국제학술대회 (KSBNS). 본 연구는 학습 과정을 전혀 거치지 않은 신경망에서 얼굴을 인식하는 뉴런이 발생할 수 있음을 보였음. 위 결과는 신경망에서 상위인지기능의 발생을 위해 데이터 기반 학습이 필요하다는 상식과 상반되는 새로운 연구 패러다임을 제공하였음. 본 논문은 우수발표상을 수상함.

27. 신*훈(박사과정) : Deep Interaction between Reinforcement Learning Algorithms and Human Reinforcement Learning, From Neuroscience to Artificially Intelligent Systems (NAISys). 해당 연구는 사람 행동에 대한 연구들의 개선점을 제시함. 실험 환경의 변화는 작은 것이더라도 어떤 영향을 줄지 모르기 때문에 새 실험은 변화 및 조성을 보수적으로 잡음. 본 연구는 사람의 대체모델을 통한 모의 실험을 사람 실험의 앞에 놓는 것을 통해 새 실험 디자인의 효과를 미리 파악할 수 있게 하여 더 모험적인 실험 디자인을 가능하게 하였음.

28. SE* W* O*(박사과정) : Spatial Restriction of diffuse gastric cancer cells promotes cell softening and filopodia formation, 2022 Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society(TERMIS)-Asia Pacific Chapter, SYIS division. 이 논문은 겹치는 하이드로겔 플랫폼을 이용하여 위암 세포의 운동성, 모양, 기계적 신호 전달 반응을 관찰하였으며, 이는 위암 세포 유형에 따라 다르게 나타났음. 항암 치료 시, 암세포들이 받는 기계적 자극이 진행도에 따라 다르므로, 이를 고려하여 치료하면 더욱 큰 효과가 있음을 발견함. "Best SYIS Poster Presentation" 상을 수상함.

29. 김*현(석사과정) : DiffusionCLIP: Text-Guided Diffusion Models for Robust Image Manipulation, IEEE / CVF Computer Vision and Pattern Recognition Conference (CVPR) 2022. 본 연구에서는 High quality image synthesis와 near-perfect inversion이 가능한 Diffusion model을 이용하여 zero-shot 셋팅으로 텍스트 기반 이미지 조작 방법을 제안함. 이를 통해 high variable한 ImageNet 데이터셋의 이미지를 조작을 가능하게 하여, 딥러닝 기반의 이미지 조작의 광범위한 적용을 가능하게 하였음.

30. 성*훈(석사과정) : All-Hydrogel Fibers for Neural Interfaces, 2021년 한국생체재료학회 춘계학술대회. 하이드로젤 기반 신경 인터페이스를 개발함. 광유전학, 전기생리학, 미세유체채널 기술을 모두 포함한 디바이스로 뇌탐침 저항성 감소, 수명 연장 가능성. 생체적합 하이드로젤, 탄소나노물질 사용으로 생체조직과 일치성이 매우 뛰어남. 우수 포스터상 수상함.

➂ 참여대학원생 특허, 기술이전, 창업 실적의 우수성

<표 2-6> 참여대학원생 특허, 기술이전, 창업 등 실적

1. 김*희(박사과정) : [기술이전] 무세포핵산의 단일염기변이를 이용한 암진단 및 암 종 예측방법 외, 주식회사 지**놈, 2023.02 / 암유전체 빅데이터의 분석을 통하여 암에서 발생할 수 있는 단일염기변이의 특성을 딥러닝을 통해 파악한 후 이를 액체생검에서 나오는 무세포핵산에 적용하여 암을 진단하고 암종을 예측하고자 하는 창의적이고 혁신적인 연구결과를 토대로 최근 각광을 받고 있는 액체생검 기반 암 조기진단에 도움을 주고자 기술이전을 실시함.

2. 오*희(박사과정) : [기술이전] 흡입전달용 핵산 또는 단백질 탑재 폐 계면활성제입자 및 이의 제조 방법, 프***어, 2022.05 / 핵산 및 단백질을 폐내로 효율적으로 전달할 수 있는 폐 계면활성제 기반 흡입전달용 입자를 개발하여 임상승인 및 상용화를 위해서 프로지니어에 기술 이전하였음.

3. 김*겸(박사과정) : [기술이전] 능동형 피부 접촉 센서 특허 및 노하우, ㈜세***노, 2022.05 / 다수의 핵심센서를 단일 패치로 구성한 스트레스 측정패치(H/W) 특허는 유연성, 집적도 및 착용감이 우수하며, 개인별 스트레스 분석 방법과 객관적 지수 산출의 기준을 제공함. 피부 접촉면적 최소화와 유연성 증진을 위한 소재 및 MEMS 제조공정 경제성 향상에 기여함.

4. 최*재(박사과정) : [기술이전] 인체 대사물질과의 유사도 기반 약물 재창출 후보 예측 방법 및 그 시스템 (KR-10-1963331), 질병 표적 대사 효소에 특이적인 인체 대사 물질을 이용하여 질병에 대한 약물 후보를 예측하는 방법 (KR-10-2035162), ㈜ 온코앤사이언스, 2022.04 / 신규 약물 후보의 질병 효능을 예측하는 기술 특허 전용실시권을 ㈜온코앤사이언스가 양도 받음. 인체 대사물질과의 구조 유사도를 이용해 질병 연관 단백질 정보, 인체 대사 물질과의 상호작용 관계 등을 활용해 ‘재창출 후보 약물’ 및 ‘신약 후보 물질’을 예측함. 인체 대사물질의 질병 기전 정보를 활용한 약물 후보 실용화 및 사업화 가능성을 인증받음.

5. 왕*현(박사과정) : [기술이전] 플라바논 유도체 화합물 및 이의 섬유증을 치료 또는 완화하기 위한 의약용도, ㈜ 키**오, 2022.04 / 해당 기술이전은 ‘플라바논 유도체 화합물 및 이의 섬유증을 치료 또는 완화하기 위한 의약 용도’라는 특허 기술이전임. 본 기술이전을 통해 컴퓨터 기반의 인체 모델링을 통해 천연물 기반의 약물 개발 분야에서 연구 결과를 기업에 기술이전함으로써 상용화에 힘씀으로써 산업에서의 유용성 또한 검증해낸 부분에서 기여도가 크다고 볼 수 있으며, 컴퓨터 기술과 바이오를 융복합 시켜 이뤄낸 창의적인 업적임.

6. 김*수(박사과정) : [기술이전] 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경, ㈜마***스, 2022.01 / 마이크로렌즈 어레이는 곤충의 시각 구조 및 원리에서 영감을 맏는 생체 모방 초박형 배열 카메라임. 곤충의 눈과 같이 여러 개의 렌즈가 포함되어 있으며 물체의 위치에 따라 다양한 영상화가 가능하다는 특징을 가지고 있음. 본 발명은 마이크로 렌즈 어레이 기반 초박형 현미경을 구현하여 초근접 영상촬영장치를 개발하였음.

7. 유*실(박사과정) : [기술이전] 중합효소연쇄반응 장치 및 이를 이용한 중합효소연쇄반응 방법 외 3개, ㈜오***어 , 2022.01 / 현장에서 코로나바이러스를 정확하고 빠르게 측정하기 위해서 현장진단형 분자진단시스템이 필요하며, 본 연구에서는 초고속 초소형 실시간 광열 PCR 시스템을 개발하여 코로나바이러스를 현장에서 10분 이내에 검출 가능함을 확인하였음. 나노플라즈모닉 광열효과와 알루미늄 카트리지, 마이크로렌즈 어레이 카메라 등의 고유 기술이 포함되었음.

8. 안*균(박사과정) : [기술이전] PDK1 저해제를 포함하는 역노화 유도용 조성물, ㈜아***픽, 2021.09 / 가능성 없다고 생각되던 생명체 노화를 가역적으로 제어하는 기술을 개발함. 인간진피섬유아세포 대상으로 세포노화 신호전달 네트워크 모델을 개발하고, PDK1 분자타겟 발굴하여 안티에이징 화장품으로 실제 제품화됨.

9. 김*민(박사과정) : [기술이전] 대사질환특화 가상인체 분석소프트웨어, ㈜ 엠***마, 2021.05 / 대사질환특화 가상인체 분석소프트웨어' 특허를 기반으로, 대사질환과 관련된 생명 현상들을 종합해 대사질환 특화 인체 네트워크를 구축하고, 약물 후보군 발굴을 지원하는 기술 특허를 양도했음. 컴퓨터 모델링과 바이오 기술을 융합하여 바이오 및 헬스케어 산업에서 새로운 약물 표적 후보나 신약 개발에 도움이 되었음을 검증함.

10. 이*은(석사과정) : [기술이전] 암과 노화의 가역치료 기술-면역 반응이 억제된 높은 종양변이부담을 갖는 암의 면역학적 가역화를 위한 면역관문치료제와의 병용 타겟 발굴, 바***트(주), 2022.04 / 면역항암치료의 효과를 향상시킬 수 있는 핵심 병용 치료법을 개발하였음. 대규모 암 데이터를 기반으로 유전자 조절 네트워크를 구축하고, 면역반응효과가 낮은 그룹에서 발현하는 상위 조절자를 발굴함. 이를 통해 기존 면역항암치료의 한계를 극복할 수 있는 원천기술 개발함. 지도교수의 교원창업 회사인 바이오리버트(주)에 기술이전되었음.

11. 이*수(박사과정) : [특허] STORAGE DEVICE USING NEURAL NETWORK AND OPERATING METHOD FOR AUTOMATIC REDISTRIBUTION OF INFORMATION AND VARIABLE STORAGE CAPACITY BASED ON ACCURACY-STORAGE CAPACITY TRADEOFF THEREOF, 미국, 2022.10 / 본 발명은 별도의 학습/구조 변화 없이도, 신경망의 물리적 특성 조절만으로 기존 정보 보존과 신규 정보 학습을 가능하게 하는 알고리즘을 제시하였음. 이는 신규 정보의 입력에 따른 기억의 손상 문제를 해결하는 차세대 메모리 원천 기술임.

12. 백*대(박사과정) : [특허] ELECTRONIC DEVICE FOR RESOURCE-EFFICIENT OBJECT RECOGNITION USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORK WITH LONG-RANGE CONNECTION AND OPERATING METHOD THEREOF, 미국, 2022.08 / 본 발명은 두뇌에서 발견되는 장거리 연결 구조를 모사하여 인공 신경망이 자원 효율적으로 객체를 인식하는 새로운 방법을 제시한 특허임. 다양한 신경망 구조에 도입이 사용 가능하여, 기술의 창의성을 인정받아 특허 등록이 완료되었음.

13. 박*진(박사과정) : [특허] SPIKING NEURAL NETWORK SYSTEM FOR DYNAMIC CONTROL OF FLEXIBLE, STABLE AND HYBRID MEMORY STORAGE, 미국, 2021.07 / 본 발명은 STDP 학습율의 대칭성을 조절하여 신경망에 저장되는 정보의 특성을 자유롭게 조절할 수 있는 새로운 방법을 제시한 특허임. 발명의 독창성과 신규성을 인정받아 특허 등록이 완료되었음. 

14. 차*주(박사과정) : [특허] Apparatus and method for reconstructing image using extended neural network, 미국, 2020.12 / 이미지를 재건하기 위해 확장된 신경 회로를 이용하는 방법 및 장치임. 입력 영상 수신 후, 소정의 프레임 제약을 부합하는 신경 회로를 이용하여 출력 이미지를 재현. 재건은 이주파수, 비선형 함수를 이용하여 신호 조절 계수를 변형시키고, 조정된 계수를 재건하고, 반비례하여 출력 영상 안으로 재건된 계수를 이용하여 모든 계수를 변형시키는 것을 포함.

15. 박*우(박사과정) : [특허] Biometric sensor and electronic device comprising the same, 미국 , 2020.09 / 최근에는 지문, 동공 등의 사용자의 생체 정보를 이용하여 사용자 인증을 수행하거나 사용자의 건강 상태를 관리하는 전자 장치가 개발되고 있음. 본 발명은 사용자의 생체 신호를 감지하는 생체 센서 및 생체 센서를 포함하는 전자 장치에 관한 것임. 생체 정보의 센싱 과정에서 수광 효율을 높이고 생체 신호에 포함된 노이즈를 감소시킬 수 있는 생체 센서 및 생체 센서를 포함하는 전자 장치를 제공하는 것을 목적으로 함.

16. 김*영(박사과정) : [특허] 감정 인식의 부정 편향 감지 방법 및 장치, 대한민국, 2022.08 / 기존 감정인식 기술과 차별성을 가진 본 특허는 뇌신경활성패턴을 통해 감정 인식 과정에서 생기는 부정편향을 감지하고 초기 정서장애 진단 및 인지 치료의 효과를 제공할 수 있음. BCI/BMI에도 활용 가능함.

17. 권*재(박사과정) : [특허] 학습한 컨텐츠의 기억 유지 기간을 예측하는 방법 및 장치, 대한민국, 2022.08 / 본 특허는 연관 학습에서 패턴 유사도 변화를 통해 기억 유지 여부와 기간을 예측함. 학습 도중의 패턴 변화를 추적하여 창의적이며, 노인성 기억질환 치료 및 인공지능의 효율적인 학습 방식 등 미래 사회 문제 해결에 도움을 줄 것으로 기대됨.

18. 김*경(박사과정) : [특허] 광각 복안 카메라 및 광각 복안 카메라의 제조 방법, 대한민국, 2022.09 / 본원발명은 광각 렌즈와 마이크로 렌즈를 동시에 이용하여 정밀한 광축 정렬 없이도 낮은 두께의 이미지 생성 장치를 구성하는 방법에 관한 것임. 여기서, 마이크로 렌즈 어레이의 일면에, 복수의 마이크로 렌즈들 사이에 흑색 폴리머가 코팅되는 광 차단 구조가 연결되어, 이미지 생성 장치의 정밀도를 향상시킬 수 있음.

19. 박*익(박사과정) : [특허] 환자 전사체 샘플의 유의 유전자 발현 지표 조합 점수 기반 질병 표현형 판별 방법, 대한민국, 2022.02 / 환자 유전자 발현 데이터를 기반으로 한 유전자 조합 점수 기반 질병 판별 방법. 교차 검증 작업을 통해 과다 적합을 감소시키며, 루푸스 환자 말초혈액 조직에서 최적 표지자 발굴. 최종 가공된 혈액 샘플 내 유전자 프로파일을 통한 질병 진단 칩 개발로 임상화 및 산업화를 도모함.

20. 배*균(박사과정) : [특허] 딥러닝을 이용한 암의 예후 예측 모델, 대한민국, 2021.12 / 해당 연구는 암의 heterogeneity를 학습하기 위해 멀티오믹스 데이터를 활용하고 세포내의 복잡한 기전을 학습하기 위해 딥러닝을 사용해 환자의 예후를 예측하는 모델을 개발하였고, 개발한 모델을 통해 기존 방식보다 월등히 높은 예후 예측 성능을 확인함으로써 창의성, 혁신성이 높은 연구 성과임.

21. 이*현(박사과정) : [특허] 가교제 분무 장치와 다발형 노즐이 결합된 이종 및 다층 수화젤 구조물 프린팅 시스템, 대한민국, 2021.11 / 다발형 유리 모세관 노즐과 가교제 분무 장치를 결합한 3D 바이오프린팅 시스템으로 고해상도 다층 수화젤 구조물을 제작할 수 있음. 이는 보편적인 바이오프린팅 방법으로는 어려운 저점도 수화젤 구조물을 만들 수 있는 기술로 활용 가능함.

22. 김*영(박사과정) : [특허] 뉴럴 네트워크를 이용한 콘빔 단층촬영 영상 처리 방법 및 그 장치, 대한민국, 2021.11 / 3D CBCT 영상 처리 방법과 장치 개발, 콘빔 아티팩트 제거를 위한 뉴럴 네트워크를 이용한 고품질 영상 복원 기술로 치과 및 성형외과 분야에서 즉시 도입 가능하여 고부가가치의 이윤을 도출할 수 있을 것으로 기대됨.

23. 전*성(박사과정) : [특허] 자연어 처리 기법을 활용한 화합물의 새로운 분자지문 표현식 및 이를 활용한 정량적 구조기반 활성 예측 방법, 대한민국, 2021.10 / 자연어 처리를 이용한 화합물 임베딩 기술로 정확한 구조-활성 예측 모델을 개발함. 화합물을 벡터 형태로 표현해 딥러닝 기법에 적용하며, 독성, 뇌혈관장벽투과성, 부작용 등을 예측하여 신약 개발 초기 선별에 도움을 줌.

24. KH* SH*T(박사과정) : [특허] 다양한 센서 조건에서의 초음파 영상 처리 장치 및 그 방법, 대한민국, 2021.10 / 본 발명은 안정적인 보간과 좋은 화질의 이미지를 제공하는 샘플링 패턴 알고리즘으로 기존의 DAS beamformer를 대체 가능하며, 휴대가 가능한 초음파 기기 및 초고속 저전력 시스템 등에 적용할 수 있음. 의료기기 분야에서 투자가 증가하면서 본 기술의 사업화 전망이 매우 밝음.

25. 박*순(박사과정) : [특허] 신생항원을 스크리닝하는 방법, 시스템 및 그의 용도, 대한민국 , 2021.07 / 2018년에 노벨 생리학 상을 받은 면역항암치료법이 최근에 차세대 암 치료법으로 각광받고 있지만, 치료가 모든 환자들에게 효과가 있는것이 아니여서 어떤 환자에게 이 치료법을 사용할지 정하는 것이 굉장히 중요함. 이때, 가장 많이 사용되는biomarker인 neoantigen load를 예측하는 딥러닝 기반 툴과 효과가 없는 환자의 돌연변이 패턴 분석으로 면역치료 실패 원인을 발견함. 본 기술은 기술이전을 실시함.

26. 신재*훈(박사과정) : [특허] 우울증 조기 진단 방법 및 장치, 대한민국, 2021.04 / 기존의 우울증은 복잡한 설문조사나 장기관찰을 통한 전문가의 관측을 통해 진단되었음. 하지만 우리가 제시한 특허는 특정 상황에서 사람의 행동 양식 변화와 뇌 기능적 연결성 변화를 통해 우울증을 판별할 수 있게 하며, 이는 우울증에 대한 객관적인 조기검진을 가능하게 함. 또한, 제시한 지표들을 통한 객관적인 우울증의 심도 측정이 가능함.  

27. 강*훈(박사과정) : [특허] 중합효소연쇄반응 장치 및 이를 이용한 중합효소연쇄반응 방법, 대한민국, 2021.02 / 플라즈모닉 기판을 통해 현장 진단형 초고속 초소형 실시간 광열 중합효소연쇄반응 장치를 개발함. 기존 장치의 30 cycle을 3분 30초 이내에 진행할 수 있는 기술로 나노플라즈모닉 광열효과와 알루미늄 카트리지, 마이크로렌즈 어레이 카메라 등의 고유 기술을 포함함. 관련 기술을 사용한 논문이 ACS nano(IF 15.881)에 연구결과가 실렸음.

28. 차유*진(박사과정) : [특허] 생성모델을 이용한 실험 최적화 및 실험 가설 생성 시스템 및 방법, 대한민국, 2021.01 / 인간의 학습과정에서 불확실성을 평가하는 능력을 모델링한 메타 인지 능력을 활용하여, 뇌 기반 인공지능의 초석을 마련하고자 하는 기술 특허임. 기존 기계학습의 한계를 극복하고, 빠른 추론 과정 구현을 목표로 함.

29. 김*아(박사과정) : [특허] 뉴럴 네트워크를 이용한 영상 분할 방법 및 그 장치, 대한민국, 2020.09 / 뉴럴 네트워크를 이용한 영상 분할 방법 및 장치임. 영상 데이터 수신 후, 뉴럴 네트워크를 사용하여 미리 설정된 객체에 대한 영상 분할을 수행함. 다상 풀링과 다상 언풀링 레이어가 포함되어 특정 객체 분할 정확도를 향상시킴.

30. 안*진(박사과정) : [특허] 메타 인지 기반 고속 환경 탐색 방법 및 장치, 대한민국, 2020.09 / 실험은 과학 이론 및 현대 공학 분야에서 실제적인 최적 결과물을 도출하기 위해 광범위하게 적용되는 탐구 방법론임에도 실험을 위한 가설이나 변인 설정을 연구자의 직관에 의존하는 경향이 큼. 본 특허 기술은 기존 실험 변인을 데이터로 학습하여 다음 실험에서의 최적 가설이나 변인을 인공지능으로 찾아내어 과학 연구 및 산업 공정 효율의 극대화를 가능하게 함.

3.2 대학원생 연구 수월성 증진 실적

 ■ 연구 참여와 교과목의 연계

○ 자기 주도적 연구 참여의 활성화

- 석사 및 박사과정 학생들 자기 주도적 연구 참여 환경 구축을 위해, 연구 프로젝트 참여 및 연구성과를 체계적으로 교과 평가에 반영할 수 있는 연구학점 제도를 운영하였음.

- 현재 학과에서 운영되는 학위심사 제도(석사학위 심사, 박사자격시험, 박사학위 예비심사 및 최종심사)에서 박사학위 예비심사를 2년 이내에 통과하는 것을 필수사항으로 개편, 모든 참여 대학원생들이 학위과정 초반부터 한 가지 이상의 연구 프로젝트를 계획성을 가지고 주도적으로 수행하도록 동기를 부여하며 심사 피드백을 반영하였음.

특히, 예비심사에서 학위 논문 청구 심사 형식의 기초 슬라이드 발표를 진행함으로써 저년차부터 한가지 연구주제를 선정하여 체계화할 수 있도록 가이드 하였음.

○ 연구와 교과목의 연계 운영

- 연구 교과목을 기반으로 발전시켜 관련 지식습득과 연구 진행이 긴밀하게 연결되도록 하였음

- 연구의 결과물을 논문으로 작성하는 과정에서 요구되는 능력을 습득할 수 있는 교육과정을 운영하여 참여 대학원생들이 연구결과를 양질의 논문으로 완성하며 성공적으로 국내저널/국제저널/학회 등에 발표하도록 함.

■ 연구 교류 프로그램

○ 융합 공동 연구 지원

- 학과 내 바이오를 중심으로 하는 바이오정보, 시스템생물, 바이오전자, 바이오나노 및 마이크로시스템, 뇌과학 및 신경공학, 바이오이미징 등 여러 분야의 교수진과 연구진을 기반으로 두 가지 이상의 분야를 융합시켜 새로운 시도를 할 수 있는 교육 프로그램의 개발을 추진하고자 함. 학과에서는 이미 바이오퓨전 세미나 등의 교과목을 운영함으로써, 두 가지 이상의 분야가 하나의 주제로 연결되어 새로운 해결책을 제시할 수 있는 방법을 모색하고 논의할 수 있는 기회를 제공하였음.

- 여러 분야의 참여 대학원생들이 수시로 자유롭게 토론할 수 있는 오픈 공간을 만들어 학생들 간 연구 교류 환경을 조성하였음.

○ 연구 교류 프로그램 개발

- 학과에서는 다양한 주제로 하는 심포지움을 개최하면서, 바이오정보/시스템생물, 바이오전자, 바이오나노/마이크로시스템, 뇌과학/신경공학, 바이오이미징 등 각 분야에서 국제적으로 명성있는 학자들을 초청하여 세미나를 개최할 뿐 아니라 대학원생들이 연구주제를 전문가들과 토론할 수 있는 기회를 제공함으로써 연구경험을 청취하고 연구방법을 배움으로써 새로운 연구 시도를 할 수 있는 교육의 효과를 극대화하였음. 지속적이며 활발한 교류를 위해 온라인 시스템을 이용한 웨비나, Virutal Conference 등을 진행함

다양한 주제의 심포지움 개최

No. 날짜 / 심포지움

1. 2020.12.11 / Harvard University-MIT-KAIST symposium on Brain and Cognitive Engineering

2. 2021.08.27 / KAIST-HUST Bioengineering Joint Workshop

3. 2021.10.22 / The 2nd KAIST BBE-SJTU BME Symposium

4. 2021.12.10 / The 2021 KAIST-Boston Symposium on Digital Therapeutics

5. 2022.09.16 / KAIST-Mahidol University Joint Workshop on Biomedical Engineering

6. 2022.12.09 / The 3rd KAIST-SJTU Online Joint Symposium of BIOMEDICAL ENGINEERING

■ 산업체 및 병원과 연구의 연계 운영

○ 산학연병(산업체-학교-연구소-병원) 인스퍼레이션 강연 시리즈

- 각 분야별 학과, 학교 내 교수 뿐 아니라 산업계 의료계 인사 등을 초청하여 바이오의료 여러 분야의 신기술과 관련 산업계 최신 동향 등을 지속적으로 습득할 수 있는 대학원 과정 강좌,‘산학연병(산업체-학교-연구소-병원) 인스퍼레이션 강연 시리즈’를 운영하고, 공동연구 주제를 발굴하였음.

산학연병 인스퍼레이션 강연 시리즈

No. 날짜 / 연사 / 직급 / 소속 / 연제

1. 20200909 / 박한오 / 대표이사  / (주) 바이오니아  / 코로나19 팬데믹과 바이오헬스케어의 전망

2. 20200916 / 유용상 / 박사 / KIST 센서시스템 연구센터 / Optoelectrical Sensor for Biomolecule Sensing

3. 20201014 / 최승홍 / 교수 / 서울의대 영상의학과 / Flow Dynamics Evaluation Using MRI

4. 20201104 / 고선영 / 교수 / 고려의대 진단검사의학과 / 장기이식관련검사 : 면역학점 관점

5. 20201118 / 박웅양 / 소장 / 삼성유전체연구소 / Tumor immune microenvironment of microsatellite-unstable colorectal cancer

6. 20210601 / 이경면 / 교수 / KAIST 인문사회과학부 / Cognitive Neuroscience of Music

7. 20210602 / 김성연 / 교수 / 서울대학교 화학부; 유전공학연구소 / Warm on a Cold Night: the Neural Basis of Behavioral Thermoregulation

8. 20210901 / 김철홍 / 교수 / POSTECH 전자전기공학과/IT융합공학과/기계공학과 / Multi-modal Imaging: Photoacoustic Imaging Plus More

9. 20210908 / 안상욱 / 전략사업부문장 / 바텍이우 홀딩스 / 소규모 벤처기업에서 글로벌 히든 챔피언으로: 바텍의 성장비결

10. 20210929 / 배상수 / 교수 / 한양대학교 화학과 / Current Status and Challenges in Genome Editing

11. 20211027 / 최두섭 / 교수 / Mayo Clinic College of Medicine and Science / Neuroscience of Breaking the Bad Habit: Molecular and Computational Approached Focusing on Striatum-Pallidal Circuits

12. 20211103 / Morris Moscovitch / Professor / University of Toronto / Memory Systems Consolidation and Re-organization

13. 20211110 / Casey Greene / Professor / University of Coorado School of Medicine / Machine Learing Approached to Uncover Targets and Stratify Patients

4. 신진연구인력 운용

4.1 우수 신진연구인력 확보 및 지원 실적

<표 2-7> 교육연구단 신진연구인력 현황  (내용보기)

➀ 우수 신진연구인력 확보 및 지원 실적

■ 바이오 융복합 IBN (IT-BT-NT) 펠로우십 운영 (우수인력 확보)

○ 생물학 및 의학과 정보, 전자, 나노 공학이 다학제적으로 융합된 바이오공학 분야를 국제적으로 선도할 창의적인 인재를 양성한다는 본 사업의 취지에 맞는 박사후연구원 및 계약교수 프로그램을 운영하였음.

○ 2020.09.01.-2023.02.28. 내 활용한 신진연구인력은 박사후 경력에 따라 아래 4가지 트랙으로 구분할 수 있음.

IBN PhD fellow (track 1 / 박사학위 취득 1년 이내의 박사급 인력)

활용기간: 2021.06.01.–2022.05.31 (12개월)

성명: 고*석

박사학위: **대학교 (2020)

연구분야: 나노광학, 광학이미징

주요 실적

-(제1) “Deep tissue space-gated microscopy via acousto-optic interaction”, Nature Communications, 11, 710 (2020).

-(2018, 구두) “High-Resolution Optical Imaging Deep inside Scattering Medium with Spatial Gating by Focused Ultrasound”, Focus on Microscopy 2018, March 25-28, 2018, Singapore.

활용기간: 2022.03.01.–2023.02.28 (12개월)

성명: 김*완

박사학위: **대학교 (2021)

연구분야: 뇌인지과학

주요 실적

-(제1) Unbalanced fronto-pallidal neurocircuit underlying set shifting in obsessive-compulsive disorder. Brain, 2022. 145(3)

-(제2) Intrinsic cerebellar functional connectivity of social cognition and theory of mind in first-episode psychosis patients. npj Schizophrenia, 2021. 7(59), pp.1-7

-(제1) Reward and state prediction error signals in cortico-striatal circuitry of obsessive-compulsive disorder. 30th Annual Computational Neuroscience Meeting. 2021

-(제1) Neural arbitrator dysfunction forming excessive habitual actions in obsessive-compulsive disorder. 27th Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping. 2021

활용기간: 2022.03.01.–2023.02.28 (12개월)

성명: 이*철

박사학위: **기술원(2022)

연구분야: 나노바이오공학

주요 실적

-(제1) Tubulin-Based Nanotubes as Delivery Platform for Microtubule-Targeting Agents. Adv. Mater. 2020, 32, 2002902. (Front Cover of the issue)

-(제1) Tubulin Double Helix: Lateral and Longitudinal Curvature Changes of Tubulin Protofilament. Small 2020, 2001240. (Back Cover of the issue)

-(제1) Tubulin-based Nanotube: Development and Application as Drug Delivery Carrier, Synchrotron Radiat. Sci. and Tech. 2021, 28, 1.

IBN scholar (track 2 / 박사학위 취득 2년이내의 박사급 인력 또는 IBN PhD fellow 1년이상 재직자)

활용기간: 2022.06.01.–2023.02.28 (9개월)

성명: 고*석

박사학위: **대학교 (2020)

연구분야: 나노광학, 광학이미징

주요 실적

-(제1) “Acousto-optic volumetric gating for reflection-mode deep optical imaging within a scattering medium”, ACS Photonics, Submitted on 27 Oct 2022, 10.48550/arXiv.2211.02462 Focus to learn more

-(과제수주) 2022년도 창의도전연구기반지원사업 과제 수주, “초음파와 광기술의 융합을 통한 생체조직 초고심도 광에너지 제어 기술 개발”, (20220601 – 20250531)

IBN research faculty (track 3 / 박사학위 취득 3년이내의 박사급 인력)

활용기간: 2020.12.01.–2021.11.30 (12개월)

성명: 이*선

박사학위: **기술원(2018)

연구분야: 생물정보학

주요 실적

-(제1) Comprehensive characterization of intronic mis-splicing mutations in human cancers. Oncogene 2021;40(7):1347-1361

-(제1) Accelerated Evolution of the Regulatory Sequences of Brain Development in the Human Genome. Mol. Cells 2020;43:331-339.

-(제1) Selection on the regulation of sympathetic nervous activity in humans and chimpanzees. PLoS Genet. 2018 Apr 19;14(4): e1007311. doi: 10.1371/journal.pgen.1007311.

-(연구수행) 창의·도전연구기반 연구지원사업, 2020.06~2022.05, 연구책임자

IBN MD faculty (track 4 / 의학박사학위 및 전문의 취득자)

활용기간: 2021.07.01.–2023.02.28 (20개월)

성명: HE** ADI**

박사학위: University of Gro** (2012) / M.D. UNIVERSITAS GA** MA**(2005)

연구분야: Biomedical Imaging

주요 실적

-(First(joint)) Changes in cortical grey matter density associated with long-standing retinal visual field defects., Brain 132.7, 2009

-(First) Automated morphometry of the visual pathway in primary open-angle glaucoma., Investigative ophthalmology & visual science, 52(5), 2011

-(First) Morphometric analyses of the visual pathways in macular degeneration. , Cortex, 56, 2014

-(International Oral) Cerebellar Cortex and Cognition Following Mild Traumatic Brain Injury, World Federation of Neurosurgical Societies, 2018

-(Domestic Lecture) Computational anatomy of the brain and neuroscience, Academic Environment Development, 2020

-(Patent) Quantification using Magnetic Resonance Imaging (MRI) - UM.TNC2/UMCIC/603/1287 –Malaysia

-(Project) Epilepsy Surgery - Surgical Planning, Outcome, And Quality of Life Study , University of Malaya Research Grant , 2017-2020

-(book) MU KESEHATAN MATA ("Ophthalmology") - ISBN 9789791719414 - Gadjah Mada University Press, Yogyakarta 2008

-(Award) Tsutsui-Fujino Prize winner (2012) as Asia's promising neuro-ophthalmologic investigator

-(Award) Yasuo Tano Grant awardee (2013) as best papers in ophthalmologic study

■ 바이오 융복합 IBN 플래그쉽 프로젝트 운영 (우수인력 양성)

○ 안정적 학술 및 연구 활동을 위한 제도 운영 현황

- 신진연구인력의 연구활동의 지속성을 위해 연구단 지원기간을 기본적으로 1년으로 하고, 추가지원이 필요한 경우 연장지원 하였음.

- 1-2차년도에는 참여교수에게 국제화경비 및 연구활동비(실험실습 재료비 등)를 지원함으로써 신진연구인력의 연구활동 환경 조성에 도움을 주었음.

○ 바이오 융복합 우수인력 양성 사업을 통해 도출한 연구성과

저널논문 게재

Oncogene / Comprehensive characterisation of intronic mis-splicing mutations in human cancers / 2021.02 / 10.1038/s41388-020-01614-3 / 1저자 / 8.756

BRAIN / Unbalanced fronto-pallidal neurocircuit /  underlying set shifting in obsessivecompulsive disorder / 2022.03 / 10.1093/brain/awab483 / 1저자 / 15.255

Schizophrenia Bulletin / Large-Scale Thalamocortical Triple Network Dysconnectivities in Patients With First-Episode Psychosis and Individuals at Risk for Psychosis /  / 2022.12 (epub ahead) / 10.1093/schbul/sbac174 / 공동 / 7.348

Psychological Medicine / Cortical gyrification differences between early- and late-onset obsessive-compulsive disorder: neurobiological evidence for neurodevelopmentally distinct subtypes / 2022.10(epub ahead) / 10.1017/S0033291722003129 / 공동 / 10.592

Journal of Affective Disorders / Associations of medication with subcortical morphology across the lifespan in OCD: Results from the international ENIGMA Consortium / 2022.12 / 10.1016/j.jad.2022.08.084 / 공동 / 6.533

Psychiatry Investigation / Triple-Network Dysconnectivity in Patients With First-Episode Psychosis and Individuals at Clinical High Risk for Psychosis / 2022.12 / 10.30773/pi.2022.0091 / 공동 / 3.202

ACS Photonics / Acousto-optic volumetric gating for reflection-mode deep optical imaging within a scattering medium / 심사중 / 10.48550/arXiv.2211.02462 / Focus to learn more / 1저자 / 7.077

학술대회발표

Neuroscience 2022 /  Fronto-striatal decoupling during arbitration between goal-directed and habitual decision-making in obsessive-compulsive disorder /  20221115 /  미국, 샌프란시스코

2022년 제14회 대한퇴행성신경질환학회 /  Human Microtubule Phase Transition Under Ionic Rgulation /  20220924 /  대한민국

한국물리학회 2022 Fall Meeting /  Microtubule Structural Configuration and Flexural Rigidity Modulated by Anti-Cancer Drugs *우수발표상 수상 /  20221018 /  대한민국

34차 방사광이용자연구발표회 /  Microtubule Surface Lattice and Bending Stiffness Regulated by Chemotherapeutic Agents /  20221117 /  대한민국

34차 방사광이용자연구발표회 /  Microtubule Structures under shear environment /  20221117 /  대한민국

연구과제 수주 실적

2022년도 창의도전연구기반지원 / 초음파와 광기술의 융합을 통한 생체조직 초고심도 광에너지 제어 기술 개발 / 20220601 - 20250531 / 연구재단 / 연구책임, / 총 3년

산업체 연구개발사업 / 뇌모사 인공지능 기술 기반 고위수분 인지기능 모니터링 및 훈련기술 / 20221201 - 20231130 / **전자 / 공동

기타 학술활동

학술지 / 편집위원 / Frontiers in Psychiatry 학술지 Review Editor (Neuroimaging) 활동 / 2022.09~현재

학술지 / 리뷰어 / Frontiers in Psychiatry 학술지 논문 리뷰 / 2023.01

학술지 / 리뷰어 / BMC Psychiatry 학술지 논문 리뷰 / 2022.09

학회 / 세션 좌장 / 한국인공지능학회Workshop on Human-like Artificial Intelligence 세션 좌장 / 2022.08

■ BIO-IT 국내/해외 허브 네트워크 (우수인력 확보를 위한 노력)

○ 국내 유수기관 및 해외 우수 인력을 IBN 펠로우십으로 유치하기 위해 국제 네트워크를 활용하는 네트워킹 프로그램을 운영하였음.

첫째, 학과의 Bio-IT 국제화 네트워크를 적극 활용, 해외 유수대학의 최근 박사학위 수여자 초청 세미나 진행하고 공동연구주제를 발굴함.

둘째, 학과 혁신 국제화 사업 (Healthcare/Brain+ G-Network 강화 사업)과 연계, MOU 체결관계에 앴는 해외 BME 학과 및 해외 TOP 10 BME 글로벌대학 학과를 통해 우수 졸업생을 발굴함.

셋째, 학과 혁신 국제화 사업 (Healthcare/Brain+ G-Network 강화 사업)과 연계, TOP BME 연구그룹과 국제공동연구 활성화 및 신진연구자 간담회를 위한 국제공동워크샵을 개최함.

② 우수 신진연구인력의 대표 연구 실적

<표 2-8> 평가 대상 기간(2020.9.1.-2023.2.28.) 내 신진연구인력 대표 연구 실적

1. 박사후 과정생과정 이*선, 20201201~, "Comprehensive characterisation of intronic mis-splicing mutations in human cancers", Oncogene, 40(7), 1347-1361, 10.1038/s41388-020-01614-3

2. 박사후 과정생과정 김*완, 20220301~, "Unbalanced fronto-pallidal neurocircuit underlying set shifting in obsessivecompulsive disorder", Brain, 145(3), 10.1093/brain/awab483

5. 참여교수의 교육역량

5.1 참여교수의 교육역량 대표실적

<표 2-9> 교육연구단 참여교수의 교육역량 대표실적

1. 김철 / 20200901-20230228 / 회로및시스템  / IDEC 강의 https://www.idec.or.kr/edu/schedule/ https://www.youtube.com/watch?v=H8THX4gtvn8 -바이오 메디컬 IC 회로 설계(2021.7.8.-7.9) -뉴럴인터페이스 회로 설계(2021.8.5.-8.6) -바이오메디컬 저전력 회로 설계(2022.6.20.-6.21) -뉴럴인터페이스 회로 설계(2022.8.24.-8.25))  /  바이오메디컬 저전력 회로설계 및 뉴럴인터페이스 회로 설계의 주제로 IDEC에서 대학원생들을 대상으로 각 2일간 교육 강연을 진행하였음. 바이오메디컬 저전력 회로 강연에서는 바이오메디컬 디바이스에 있어서 집적회로의 중요성에 대한 설명과 신경 신호측정을 위한 전극 및 신경 측정/자극 회로의 요구사항에 대해 설명함. 뉴럴인터페이스 회로 설계 강연에서는 설계를 위한 방안을 강연하며 신경 신호측정을 위한 전극 및 신경 측정/자극 회로의 요구사항에 대해 설명함. 공통적으로 몸안으로 디바이스를 삽입하였을 경우 칩 내부로의 전력 공급을 위한 무선전력 전송 회로설계와 최신 동향에 관한 강연을 진행하였고 해당 교육을 통해 설계를 진행하는 대학원생들에게 있어 최신 연구 동향 및 연구 방향을 지도 함으로써 다양한 미래 바이오 집적회로 및 뉴럴인터페이스 설계자를 양성하는데 기여하였음.

2. 김철 / 20200901-20230228 / 회로및시스템 / book chapter / doi.org/10.1016/B978-0-12-819246-7.00006-1 /-Wearable Sensors (Second Edition) Fundamentals, Implementation and Applications, 2021, -Low-power integrated circuits for wearable electrophysiology / 본 저서에서는 몸의 전기생리학 특성을 활용한 저전력 디바이스를 직접 회로로 설계하기 위한 방법들을 제시하고 있음. 현재 생리학 신호를 활용한 임플란트 디바이스나 웨어러블 디바이스가 활발히 연구되고 있지만 이러한 장치를 일반적인 회로로 구현하게 된다면 장치의 전력 소모를 감당하기 위해 큰 배터리를 부착하거나 사용 중 빈번하게 충전해야 함. 또한 생리학 신호의 모니터링은 일상생활 중 갑자기 찾아오는 비정기적인 이상 신호를 감지할 수 있고 이러한 특성은 끊김이 없이 지속해서 이뤄지는 장기간의 측정에서 큰 효용성을 발휘할 수 있음. 따라서 과도한 전력 소모 문제는 실사용자의 편의성뿐 아니라 실제 기기의 유용성 및 신뢰성에도 영향을 미치는 중요한 요소임. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해서는 저전력 회로로 구현하는 것이 중요하며 해당 저서에서는 이러한 방법에 도움이 되는 정보들을 서술하고 있음. 따라서 후에 다양한 생체신호를 활용한 집적회로 디바이스 설계에 도움이 되는 저서임.

3. 남윤기 / 20200901-20230228 / 생체전자소자 / book chapter / doi.org/10.1007/978-981-15-2848-4_8-2 / -Handbook of Neuroengineering, First Online: 22 June 2021 (978-981-15-2848-4) -State-of-the-Art Technology on MEAs for Interfacing Live Neurons. In: Thakor N.V. (eds) Handbook of Neuroengineering. Springer, Singapore. / 체외 신경세포 배양 및 측정을 위한 미세 신경세포 전극칩 기술의 원리와 활용 / Planar형 미세전극배열(MEA)은 척추신경망의 전기적 활동을 모니터링하여 신경망을 연구하고 이용하는 핵심 플랫폼으로 연구되어왔음. MEA는 다채널 외부기록 기술을 기반으로 하며, 분리된 세포 배양, 급성 뇌슬라이스, 조직 상피 슬라이스 등에서 개별 세포 수준에서 외부 스파이크와 지역적 전위 등의 전기 신호를 측정할 수 있음. 또한, 전기 자극, 광 자극, 화학 자극과 같은 보조 기술을 사용하여 신경세포 및 신경망의 특성을 분석함. 최근 몇십 년간, 마이크로패브리케이션 및 IC 기술의 발전으로 레코딩 전극의 수는 점차 증가하여 수천 개의 채널을 동시에 측정할 수 있는 수준에 이르렀음. 또한, 나노물질 전극, 표면 마이크로패턴, 마이크로유체장치 등이 도입되어 세포/조직과 전극 간의 인터페이스를 개선하였음. 현재는 다양한 종류의 신경조직의 기능을 시험하는 것이 가능함. 본 장에서는 외부 신경 인터페이스로서 MEA의 구조와 기능을 자세히 살펴보고 있음.

4. 박성준 / 20200901-20230228 / 의공학기술 / 교과목 개발 / -바이오공학 전공자를 위한 최신 마이크로/나노 재료 및 공정 수업 개설 (BiS800) / 최신 바이오공학 하드웨어 교육 및 연구를 위해서는, 마이크로/나노 스케일에 관련되는 재료 및 디바이스 제작 공정에 대한 이해가 필수적임. 본 연구책임자는 이러한 재료/공정에 대한 기본 원리에서부터, 응용방법까지 통섭하는 바이오공학, 뇌공학 관련 수업을 개설함으로써, 관련 분야 대학원생들이 기본적으로 알아야 할 하드웨어 분야의 지식들을 폭넓게 전달하고자 함. 이를 위해 여러 교과서 및 최신 논문을 바탕으로 주요 개념을 새로운 강의자료로 제작하였으며, 학생들의 참여도 또한 관련 리뷰논문 정리 및 발표, 선택한 분야와 관련된 연구 내용 프로포절 발표, 새로운 아이디어에 대한 실제적인 연구실습 등 다양한 방법을 통하여 유도하였음. 이에 대한 강의평가 역시 높은 점수를 기록함으로써 (4.66/5.00) 향후 관련 과목의 개설 및 연관 과목에 대한 확장을 지속적으로 계획하고 있음.

5. 박성준 / 20200901-20230228 / 의공학기술 / 교과목 개발 / -뇌공학 및 신경공학의 물리적 기본원리를 교육하는 신수업 개설 및 운영 (BiS426) / 통섭적이면서도 깊은 지식을 바탕으로 뇌, 신경관련 응용분야에 기여하는 뇌공학자가 되기 위해서는, 그 선행단계로써 뇌 안의 물리학적 원리 및 응용을 이해하는 것이 바탕이 되어야 함. 카이스트 바이오및뇌공학과에서는 이러한 뇌공학 기초과목의 필요성을 느끼고, 대학원생과 학부4학년이 모두 수강할 수 있는 '신경공학원리' 과목을 개설, 운영함. 해당 수업에서는 신경세포(뉴런) 단위에서의 확산, 삼투, 캐리어단백질을 통한 생분자 이동, 이온 이동원리, 활동전위의 발생 및 전도, 채널 역학, Hodgkin-Huxley 모델 등 신경계 모델링을 위한 수학적, 물리적 이론에 대한 내용을 다루고 있으며, 나아가 이를 기반으로 뇌공학 관련 하드웨어/소프트웨어를 개발하는데 응용하기 위한 지식들을 제공하고 있음. 해당 수업은 기본 교과서를 바탕으로 새로운 강의자료를 제작한 뒤, 이를 판서 기반의 수업으로 진행하여 직접 참여 유도형 강의로 개편한 것이 특징이며, 해당 과목에서 참여교수는 평균 4.61의 높은 강의평가 점수를 기록하였으며, 이를 인정받아 우수 강의상을 수여받았음.

6. 박영균 / 20210101-20230228 / 분자신경생물 / 교과목 개발 및 교육상 수상 / -가상현실기술을 활용한 비대면•자기주도형 실험교육법의 개발 (BiS425) / 학생들이 가상현실 장비를 착용하고 실험실에 들어서면, 해당 실험실에서 제작된 맞춤형 문서 및 영상 실험콘텐츠들이 보여지게 되고, 학생은 이를 보면서 조교 없이도 비대면으로 쉽게 실험을 배우고 할 수 있게 됨. 또한 학생이 원할 때 방문하여 실험을 수행할 수 있게 하고, 인간의 감각으로 경험하지 못하는 것들을 가상현실을 통해 지각할 수 있게 함으로써, 시간과 컨텐츠의 한계를 극복하는 실험교육을 구현하였음. 이에 더해, 한 생명현상에 대해 분자-세포-조직-시스템 수준의 실험을 모두 수행하고 결과를 연결하여 생명현상에 대한 통합적인 설명을 시도하도록 디자인함으로써, 통합적 생명실험교육을 실현하였음. 해당 수업의 가상현실 실험교육컨텐츠를 4개의 다른 이론중심과목의 강의에 활용함으로써, 이론과 실험의 융합교육에 기여하였고, 해당 실험교육법을 오픈카이스트 행사에 소개함으로써, 카이스트의 창의적 실험교육법을 일반에 홍보하였음. 본 실험수업으로 정립된 비대면•자기주도형 생명실험교육법 및 가상현실 실험교육 컨텐츠는 책자 및 인터넷 플랫폼으로 출판될 예정이고 이는 학부와 대학원에서의 다양한 실험교육을 혁신할 것으로 기대됨.

7. 이상완 / 20200901-20230228 / 신경회로망 / 뇌기반 인공지능 교과목 개발 / -뇌기반 인공지능 과목에서 Brain-inspired reinforcement learning 부분을 중심으로 개편 (BiS429) / 인공지능/기계학습은 수학적으로 문제정의, 목표, 접근 방법이 명확하지만 복잡한 생명현상과의 연계가 부족함. 한편 뇌과학은 다양한 생물학적 메커니즘들을 다루지만, 이론의 부재로 근본 원리 도출이 어려움. 본 강의는 기계학습 이론으로 생물학적 지능의 근본 원리를 이해하고 스스로 질문할 수 있는 능력을 배양한다는 점에서, 인공지능-뇌과학 심층 융합하는 새로운 시도라 할 수 있음. 학과 학생들의 뇌과학 관련 수요 설문조사 결과(‘20)를 바탕으로 수업 컨텐츠를 구성하였고, 소챕터별 이해도를 실시간 체크(Zoom polling)하고, 원하는 학생에 대해 수업 종료 이후 질의응답 세션을 운영함으로써, 강의 설계에서부터 운영까지 완벽한 수요자 중심의 강의를 구현하였음. 그 결과 우수한 강의평가를 받았음. (4.8 / 5.0 만점)

8. 이상완 / 20200901-20230228 / 신경회로망 / 저서 / ISBN13: 9791160201758 / -“인공지능과 뇌는 어떻게 생각하는가”, 솔출판사, 2022.09.15 / 기존의 기술적인 부분을 중심으로 하는 인공지능 역사나 알고리즘 소개서와 달리 본 저서는 인간의 관점에서 7가지 모순적인 질문을 던지고 인공지능이 어떻게 푸는지 살펴본 책임. 특히 뇌과학자와 인공지능 엔지니어 양쪽 입장에서 비교하며 설명함으로 인간의 뇌와 인공지능의 근본적 생각방식이 얼마나 다른지 체감할 수 있으며, 인간만의 가지고 있는 고위수준 지능에 대해 생가해 볼 수 있는 기회를 제공함. 본 저서는 깊은 수학적 개념을 가지고 있지 않아도 전반적인 인공지능의 작동 방식에 대해 이해 할 수 있도록 한 점에서 학생들의 뇌기반 인공지능의 이해도를 높이는데 기여하였음.

9. 이영석 / 20210101-20230228 / 생물정보처리 / 교과목 개발 / -기능유전체학 및 계산생물학 방법론 (BiS800) / 최신 바이오정보 방법론 교육 및 인재 양성를 위해서는, 기존 바이오정보 방법론에 대한 공학적 이해와 비판적인 사고를 요구함. 특히, 바이오정보 연구 논문의 방법 부분은 독자와 저자 자신 모두에게 가장 간과되고 과소 평가되는 부분임. 그러나 모든 과학적 발견과 공학적 혁신은 공학적 주요 원칙과 통찰력은 방법론에 대한 깊은 이해에서부터 비롯됨. 이에, 해당 800단위 대학원 교과목에서는 학생들이 방대한 생물 정보학 및 전산 생물학 분야 내에서 공학적 통찰력을 전략적으로 추출하는 방법을 체계적으로 교육하고자 함. 최신 빅데이터 계산 방법의 개발을 위하여 데이터 과학, 응용 통계 및 기계 학습의 기초 및 원리를 학습하고, 이러한 기초 이론을 기반하여, 기능 유전체학 및 전산 분자 생물학에서 출판된 논문의 방법 부분을 읽고 학생 중심으로 토론 후, 비판적인 사고와 공학적 이해를 갖춘 바이오공학 인재 양성에 기여함.

10. 장무석 / 20200901-20230228  / 의공학기술 / 교과목 개발 / -전통적 바이오 광학 과목에서 최신 바이오 응용 사례 및 실험 실증 중심으로 개편 (BiS553) / 전통적 바이오 광학은 광-조직 상호작용, 빛의 특성 등의 개념에 초점을 맞추어 기초적인 이론적 전개가 주된 내용으로 학생들이 실제 광범위한 바이오 응용 기술에서 기초 개념이 활용되는 연계 과정을 접할 기회가 제한되었음. 본 강의는 광학 실험 장치를 통해 실제 바이오 광학 신호가 얻어지는 과정을 경험할 수 있는 실험 컨텐츠, 수업 시간에 배운 기초 개념을 바이오 응용 기술에 적용하는 과정을 스스로 고민해보는 팝 퀴즈 등 새로운 방식의 학습 방법을 적용하였음. 더하여, 초고해상도 현미경, 광시트 현미경, 홀로그래픽 현미경 등 최근 의생명 분야에 빠르게 도입되고 있는 신기술의 원리와 적용 사례를 도입하여 최신 바이오 광학 기술 발전 동향을 전달함과 동시에 중요한 기술적 난점을 제시함. 학기말에는 학생이 관심있는 생물 문제에 접근할 수 있는 바이오 광학 기술을 광학 기초 개념을 바탕으로 직접 제안하는 학생 주도형 프로젝트를 통해 생물과 광학 두 가지 분야에서 통합적인 사고를 할 수 있는 바이오 융합 인재 양성에 기여함.

6. 교육의 국제화 전략

6.1 교육 프로그램의 국제화 실적

➀ 교육 프로그램의 국제화 실적

■ 외국 연구소 및 대학과의 인적 교류 현황

본 교육연구단은 아시아권 다섯 대학, 유럽권 두 대학, 및 미국 두 대학과 MOU를 체결하고, 글로벌 우수 대학과 대학원 공동학위제 및 교환학생 프로그램 추진에 앞서 매년 공동워크샵을 개최하여 글로벌 우수 대학의 선진적 바이오공학 기술을 학습할 수 있는 기회를 제공하였음.

이는 바이오공학 산업기술이 필요한 시장과 나아갈 방향을 제시할 있다는 점에서 상당히 중요한 과정이라고 생각함. 이러한 교육과정 국제화는 현 바이오공학 교육의 국제적 흐름을 파악하는데 큰 도움이 될 것이며, 이를 통해 국제적 지식의 기준을 세우고자 하였음.

현재 본 교육연구단과 MOU를 체결하고 있는 글로벌 우수 대학은 아래와 같음.

유럽 : 영국 Leeds 대학교, The Faculty of Engineering (2017.02.16.)

스위스취리히연방공대(ETHZ), Department of Biosystems Science and Engineering (2019.11.1)

아시아: 국립대만대학교 (NTU), Institute of Biomedical Engineering (2016.10.04.)

베이징대학교, Center for Data Science in Health and Medicine (2016.12.28)

싱가포르 국립대 (NUS), Department of Biomedical Engineering (2017.10.15.)

중국 심천과기대(SIAT), Institute of Biomedical & Health Engineering (IBHE) (2017.06.16.)

상하이교통대(SJTU), School of Biomedical Engineering (2018.10.18)

북미: 미국 조지아공대 (Georgia Tech) 의공학과 / 에모리대학(2014.12.18.)

미국 UC Irvine, Department of Biomedical Engineering (2017.08.04)

국제공동워크샵 개최 현황

1. 외국인 학생유치 강화 : KAIST-HUST Bioengineering Joint Workshop, 2021.08.27 / KAIST-Mahidol University Joint Workshop on Biomedical Engineering, 2022.09.16

2. 글로벌 학술네트워크 강화 : The 2nd KAIST BBE-SJTU BME Symposium, 2021.10.22 / The 3rd KAIST-SJTU Online Joint Symposium of BIOMEDICAL ENGINEERING, 2022.12.09

3. 글로벌 산학네트워크 강화 : The 2021 KAIST-Boston Symposium on Digital Therapeutics, 2021.12.10 / 보스톤지역 BME 연구자교류, 2022.12.13

■ 해외석학 초빙 및 활용 현황

본 교육연구단은 지난 2.5년간 대학원생들에게 최신 글로벌 연구 동향을 파악하고 국제 교류의 기회를 제공하기 위해서 바이오공학 각 분야에서 선도적인 연구를 수행하고 있는 18명의 해외석학을 초빙하여 초청세미나를 개최하였음. 이는 해외석학과 본 교육연구단 참여교수간 글로벌 인적 네트워크를 형성할 기회를 제공하고 나아가 본 교육연구단 대학원생들이 해외석학 연구실을 방문하여 공동연구를 수행하고 공동 지도교수 및 학위논문 심사위원으로 초빙할 수 있는 기회를 제공하였음.

또한 도서관에서 개최한 SpringerNature Editor-in-Chief, Sir Philip Campbell 강연(2023.2.20.)-Societal challenges 강연과 Nature 저널 투고 Q&A-에 참여함으로써 본 교육연구단의 최신 연구결과가 바이오공학 관련 국제저명학술지에 많이 발표될 수 있는 환경이 조성되었음.

해외석학 초빙 현황 (2020.09.1.-2023.02.28.)

2021.봄

1. 유담 / Professor / NUS Electrical and Computer Engineering

2. Ben Seymour / Professor / University of Ozford Institute for BME; Dept. of Clinical Neuroscience

3. 신재원 / Professor / University of Illinois at Chicago College of Medicine

2021.가을

4. Bruno Averbeck / Section Head / US NIMH/NIH

5. 최두섭 / Professor / Mayo Clinic College of Medicine and Science

6. Morris Mscovitch / Professor / University of Toronto

7. Casey Greene / Professor / University of Coorado School of Medicine

8. Ain Chung / Ph.D / Center for Neural Science, New York University

9. Surl-Hee Ahn / Ph.D / University of California San Diego

2022.봄

10. 이정훈 / Professor / Dept. Radiation Oncology & Molecular Radiation Sciences, Johns Hopkins University

11. Hongwei Dong / Professor / Dept. Neurobiology, UCLA 

12. Okihide Hikosaka / Ph.D. / National Eye Institute(NEI), National Institute of Health

13. Deokgun Park / Professor / University of Texas at Arlington

14. Jaeyoun Kim / Professor / Dept. Electrical & Computer Engineering, Iowa State University

15. Shadi A. Dayeh / Professor / Dept. Electrical and Computer Engineering, UC San Diego

2022.가을

16. Andrea Tacchetti / Ph.D. / DeepMind 

17. Tristan Geiler / Ph.D. / Columbia University

18. Inwha Baek / Ph.D. / The Rockefeller University

■ 우수 외국인 학생 유치 현황

본 교육연구단의 글로벌 대학원 교육을 실현하고 우수한 인재를 해외로부터 확보하기 위하여 그동안 중국, 미국, 베트남, 에티오피아, 러시아 등 다양한 국가들로부터 온 16명의 석사과정 및 박사과정 대학원생과 프랑스, 덴마크, 스페인, 이탈리아 등 국가들로부터 방문한 7명의 대학원 교환학생을 유치하였고, 앞으로도 더욱 우수한 외국인 학생을 많이 유치하기 위해서 다방면으로 노력을 기울일 예정임. 특히, 전략적으로 태국, 베트남, 인도네시아와 같은 동남아 국가들로부터 우수한 학생을 지속적으로 유치하기 위하여 HUST, SJTU와 같은 우수 대학과 공동워크샵을 개최하여 본 교육연구단의 대학원 프로그램을 소개하였음. 이와 더불어 본 교육연구단에서는 차별적인 글로벌 교육 및 연구 과정을 제공하고 외국인 친화적 연구실 문화 환경을 조성하여 우수한 외국인 학생들이 교육을 받고 연구를 수행하는데 어려움이 없도록 노력하였다,

외국인학생 유치 실적 (2020.09.1.-2023.02.28.)

2020.가을

1. 석사과정 / 졸업(2023/02/26) / 에티오피아 

2. 박사과정 / 재학 / 파키스탄

3. 박사과정 / 재학 / 중국

4. 박사과정 / 재학 / 체코

2021.봄

5. 석사과정 / 졸업(2023/02/26) / 핀란드

6. 석사과정 / 졸업(2022/08/28) / 베트남

7. 석사과정 / 졸업(2023/02/26) / 중국

2021.가을

8. 석사과정 / 재학 / 인도네시아

9. 석사과정 / 재학 / 베트남

10. 석사과정 / 재학 / 중국

11. 박사과정 / 재학 / 미국

12. 박사과정 / 재학 / 중국

13. 박사과정 / 재학 / 미국

14. 박사과정 / 재학 / 에티오피아

15. 박사과정 / 재학 / 러시아

2022.가을

16. 석사과정 / 재학 / 태국

외국인 교환학생 및 인턴 유치실적 (2020.09.1.-2023.02.28.)

2021.가을

1. 석사과정 / 프랑스 / Ecole Polytechnique Federale de Lausanne / 파견종료

2022.봄

2. 석사과정 / 이탈리아 / University of Trento / 파견종료

3. 석사과정 / 프랑스 / Sorbonne University / 파견종료

4. 석사과정 / 덴마크 / Technical University of Denmark / 파견종료

5. 석사과정 / 스페인 / University of Trento / 파견종료

2022.가을

6. 석사과정 / 프랑스 / IMT Atlantique - Brest campus / 파견종료

7. 박사과정 / 미국 / Southern Methodist University / 재학

해외 소개 활동 및 외국인 친화적 연구실 문화 환경 조성 활동

- 2020. 가을 / 외국인 학생들을 위한 학과 추석 행사 / 매년 추석을 앞두고 외국인학생들과 함께하는 외국인 학생간담회를 진행하고 있으며, 2020년도 추석을 맞이하여, 간담회를 진행하고자 하였으나 코로나 상황으로 인해 부득이하게 개별적으로 외국인 학생들을 위한 선물을 전달하였음.

■ 글로벌 교육 인프라 현황

학생들의 글로벌 역량을 키우기 위해서 현재 본 교육연구단의 전임교수의 대학원 수업은 영어로 진행되고 있음. 2022학년 2학기말 기준 23명의 전임교수 중 외국인 전임교수는 1명이고, 2023학년 1학기에 2명의 외국인교수가 부임예정임. 앞으로도 외국인 전임교수를 더 확보하기 위해서 상시 채용 공고를 시행하고 있음. 또한 우수 외국인 대학원생 확보를 위해서 외국인 대학원 입시 전형을 별도로 진행하고, 매년 동남아 우수 대학들과 공동워크샵을 개최하여 본 교육연구단을 직접 소개하고 있어 우수한 동남아대학 외국인 학생들이 많이 유치될 것으로 생각됨. 마지막으로 학위논문 외국어 작성비율을 현재 5학기 평균 약 87%에서 100%에 도달할 수 있도록 지속적으로 지도할 계획임.

② 참여대학원생 국제공동연구 현황과 실적

<표 2-10> 참여대학원생 국제공동연구 실적의 우수성

1. 김*균(지도교수: 김철)-A Wireless Power and Data Transfer IC for Neural Prostheses Using a Single Inductive Link With Frequency-Splitting Characteristic, IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL CIRCUITS AND SYSTEMS, 15(6), 1306-1319, 2021 / 본 연구에서는 단일 유도 링크를 통해 전력과 데이터를 동시에 전달하는 주파수 분할 기반 무선 전력 및 데이터 전송 IC를 제안하고자 하였음. FSK 변조 방식과 코일의 주파수 분할 특성을 이용해 큰 전력 전송 및 높은 효율, 높은 데이터 전송률을 구현하였음. 제시된 IC는 이전의 최첨단 기술에 비해 단일 유도 링크 데이터 전송 FoM(Figure of Merit)이 2배 향상되었으며, 전력 전달 FoM은 38.7배 향상되었음. IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL CIRCUITS AND SYSTEMS에 출판됨. IF(2021) 5.234

2. 용*성(지도교수: 김필남)-Assessing Spatial Distribution of Multicellular Self-Assembly Enables the Prediction of Phenotypic Heterogeneity in Glioblastoma, CANCERS, 14(23) 5910-, 2022 / 종양은 다양한 형질을 갖는 세포로 이루어져 있으며, 이러한 종양의 이질성으로 인해 치료제에 대한 약물저항성이 발생하거나 성공적인 종양의 치료가 어려워짐. 종양 이질성이 치료를 위한 약물반응성에 중요한 영향을 미침에도 불구하고 종양의 이질성을 기능적으로 평가하는 플랫폼이 부재하였음. 본 연구에서는 뇌종양의 이질성과 표현형 간의 상관성을 예측할 수 있는 자가조립 기반의 평가플랫폼을 개발하였음. 해당 플랫폼을 통해 이질성을 갖는 종양 집합체의 자가조립을 유도하였으며, 비슷한 특징을 갖는 아형의 세포끼리 자가조립이 되는 패턴을 발견하였음. 이처럼 자가조립된 종양체에 약물을 처리하였을 때, 종양체의 주변부에 있는 아형의 세포들이 항암제에 대한 약물 반응성을 가지며 이는 환자의 예후에도 영향을 준다는 사실을 확인하였음. 해당 플랫폼은 치료제의 약물 반응성을 평가하는 플랫폼으로 활용할 수 있을 것으로 기대함. IF(2021)

3. 조*민(지도교수: 김필남)-다중층에서 세포 자가조립에 의한 주름 형성, 2023 / 생체 유래 물질인 콜라겐 1형을 활용해 형성한 얇은 콜라겐 막을 콜라겐 겔과 이어붙여 막 계면층을 가진 이중층 조직을 형성함. 그 위에 상피세포를 도포하여 상피화를 유도하여 만들어진 다중층 조직은 체내에 존재하는 많은 막 구조 계면 조직을 모사함. 이 다중층 조직은 기질 내에 섬유아세포를 함유하고, 상피층이 있어 시간이 지남에 따라 세포의 수축력에 의해 수축하게 됨. 이렇게 수축하는 다중층은 표면 불안정성에 의해 주름이 형성되게 되고 이러한 주름은 세포의 종류에 따라 다른 양상을 보여주며, 각 세포와 모델 간의 상호작용을 관찰할 수 있음. 모든 과정은 국외 공동연구자를 통해 물리 시뮬레이션으로 구현되었음.

4. 백*진(지도교수: 박지호)-Porous Silicon-Based Nanomedicine for Simultaneous Management of Joint Inflammation and Bone Erosion in Rheumatoid Arthritis, ACS nano, 16, 2022 / 본 연구에서는 질병 진행과 조직 보존을 모두 목표로 하는 약물의 부족으로 인해 효과적으로 관리하기가 어려운 류마티스 관절염을 치료하기 위해서 염증이 생긴 윤활막에 항류마티스 약물을 효율적으로 전달하면서 뼈 리모델링에 도움이 되는 물질로 분해하는 다공성 실리콘 기반 나노의학 기술을 개발하기 위하여 수행됨. 기존에 대표적인 항류마티스 약물로 사용되고 있는 메토트렉세이트(MTX)를 칼슘 실리케이트 코팅 기술을 사용하여 다공성 실리콘 나노입자에 탑재하여 염증 환경에서 우선적으로 약물을 방출하고, 칼슘 실리케이트-다공성 실리콘 나노입자의 생분해 생성물인 오르토규산 및 칼슘 이온은 면역조절 및 항흡수 효과를 나타내고, 콜라겐 유발 관절염의 마우스 모델에서 전신적으로 투여된 MTX-탑재 칼슘 실리케이트-다공성 실리콘 나노입자는 염증이 있는 관절에 축적되어 질병의 초기 및 확립 단계 모두에서 류마티스 관절염의 진행을 개선함을 확인하였음. 본 연구 성과는 ACS nano 에 게재됨.

5. 윤*용(지도교수: 박지호)-Coimmunomodulation of tumor and tumor-draining lymph nodes during in situ vaccination promotes antitumor immunity, JCI INSIGHT, 7(12), 2022 / 최근 효과적인 암 전이 예방을 위하여 원발암 뿐만 아니라 암 주변의 국소 림프절을 면역 조절하는 것이 중요하게 인지되고 있음. 하지만, 현재까지 면역보조제의 치료는 면역보조제 분자 그대로의 형태로 원발암 조직 내로 또는 전신적으로 주사되어 전달되는 것이 일반적임. 전신적 주사로 인한 치료는 국소 림프절의 면역 조절이 어렵고, 원발암 내 주사로 인한 치료는 암 조직 내 항원제시세포를 활성화시키지만, 암 특이적 적응 면역을 형성해야 한다는 한계점이 있음. 동시에 분자 크기의 면역보조제는 피하주사 되었을 때, 전신적 독성을 일으킬 수 있는 위험도 있음. 따라서, 면역보조제를 전달체를 통하여 직접 암 조직 및 국소 림프절로 직접적으로 전달할 수 있는 방법의 중요성이 증대되고 있음. 본 연구에서는 마이셀 제형의 면역보조제 전달을 통하여 항암효과를 극대화할 수 있는 국소 림프절-원발암 표적 면역치료제를 개발하였고 이를 통하여 암 조직 내뿐만 아니라 림프절 내 면역세포를 활성화시켜 항암면역이 형성됨을 확인함. 본 연구 성과는 JCI INSIGHT에 게재됨.

6. 이*수(지도교수: 백세범)-운동 태스크 중 좌뇌/우뇌 간 정보 전달을 표상하는 신경활동의 정량적 분석, 2021 / 양손을 사용하는 작업을 할 때 좌뇌와 우뇌 사이의 신경 활동 전달이 중요하다고 알려져 왔지만, 어떤 경로를 통해 어떤 타이밍에 전달되는지 등이 명확하지 않았음. 본 연구진은 wide-field imaging, single unit data 등의 정량적 분석과 모델링을 통해 운동 태스크 중 좌뇌/우뇌 사이의 신호전달의 필요성을 규명하여, eNeuro에 출판하였음.

7. 정*진; 김*솔(지도교수: 예종철)-Diffusion Posterior Sampling for General Noisy Inverse Problems, 2023 / 본 연구에서는 Diffusion-model을 사용하여 역문제(Inverse problem)에서 마주하는 푸리에 위상 복원, 균일하지 않은 노이즈 영상 복원과 같은 문제를 해결하는 방법을 제시함. 기존 연구들의 경우, Diffusion model을 이용하여 단순하거나 균일한 잡음에서만 역문제를 해결하였는데, 본 논문을 통해 Diffusion model이 Gaussian과 Poisson과 같은 잡음의 통계를 포함하면서, 효과적으로 비선형적인 역문제를 다룰 수 있음을 보여줌.

8. 차*주, 정*진(지도교수: 예종철)-Deep learning STEM-EDX tomography of nanocrystals, 2021 / 본 논문은 비지도학습 기반의 심층학습을 통해 3D STEM-EDX tomography의 영상 복원기술을 비약적으로 고도화하였다. 자가지도학습을 통한 노이즈 제거 알고리즘과 투사 도메인에서의 자가지도학습을 통해 단 13개의 신호대잡음비가 아주 낮은 투사 영상만 있어도 높은 정확도의 3차원 영상 복원이 가능함을 밝혀, 재료공학, 특히 디스플레이 업계 등 EDX tomography가 중요하게 쓰이는 분야에서 뛰어난 영향력을 행사할 것으로 기대할 수 있다. 또한, 본 논문에서 제시하는 알고리즘은 심층 학습에서 주로 필요한 정답(label) 데이터 없이도 심층 신경망을 학습할 수 있도록 제안되었다는 점에서 큰 이점을 가진다.

9. 김*영(지도교수: 예종철)-Differentiated Backprojection Domain Deep Learning for Conebeam Artifact Removal, 2021 / 본 논문에서는 CT 영상에서 발생하는 conebeam artifact를 제거하기 위한 새로운 딥러닝 기반 방법을 제안한다. 이 방법은 differentiated backprojection (DBP) 도메인을 사용하여 CT 영상을 변환하여 신경망이 더 쉽게 학습할 수 있는 형태로 만든다. 이 신경망은 인위적으로 conebeam artifact가 추가된 대규모 CT 영상 데이터셋으로 학습된다. 실험 결과는 제안된 방법이 정량적 및 주관적 이미지 품질 측정에서 최첨단 기술들보다 뛰어난 성능을 보인다는 것을 보여준다. 이 방법은 또한 계산과정 측면에서 효율적이기 때문에 실시간 응용에 적합하다는 장점이 있다.

10. 권*현(지도교수: 이도헌)-Discovering the key neural circuitry rewiring of schizophrenia using neurotransmitter and expression levels from multiple brain regions, 2023 / 해당 연구는 정상인과 조현병 환자에서 뇌 내부의 회로연결망을 알아보는 것을 통해 조현병의 병인과 치료에 대해 탐구하고자 하는 연구임. 이를 위해 미국의 Stanley Branin Research Laboratory와 협업을 진행하여 해당 연구소에서 수집한 뇌 조직의 멀티오믹스 데이터를 사용하고 있음. 정상인과 조현병 환자의 뇌의 여러 부위에서 얻어진 발현 프로파일 정보를 통해 뇌 내 회로 연결망을 재구축 하고, 두 상태 간의 비교를 통해 핵심 질병 표적을 발굴할 계획임.

11. 임*린(지도교수: 이도헌)-Computational Discovery of Cancer Immunotherapy Targets by Intercellular CRISPR Screens, FRONTIERS IN IMMUNOLOGY, 13() 2022 / 현존하는 면역항암제는 일부 환자에게만 효과가 있으며, 따라서 새로운 면역항암제 타겟이 요구되고 있음. 본 연구에서는 영국 University of Cambridge 소속의 The Milner Institute와 협업하여 T세포와 유방암 세포에 크리스퍼 screen을 수행한 데이터를 활용하여 세포 간 상호작용이 면역항암제의 타겟으로 활용될 수 있는지 평가하였음. 본 연구 결과는 향후 면역항암제의 새로운 타겟 발굴에 활용될 수 있을 것이라 기대됨.

12. 안*진(지도교수: 이상완)-Importance of prefrontal meta control in human-like reinforcement learning, FRONTIERS IN COMPUTATIONAL NEUROSCIENCE, 16:1060101, 2022 / Deepmind senior research scientist인 Joel Z Leibo와의 공동 연구 진행함. 현재의 강화학습 모델들의 이론적 배경과 한계점에 대해 논의하며,뇌의 학습전략, 특히 전두엽에서의 메타 컨트롤(meta-control) 역할의 중요성을 강조함으로 강화학습 알고리즘 설계 발전 방향성을 제시할 수 있는 논문 아이디어 구상 논의 및 논문 공동 집필 등 온라인으로 공동 연구를 수행함. 해당 연구는 Frontiers in Computational Neuroscience에 출판 됨.

13. 조*암(지도교수: 최명철)-Tubulin Double Helix: Lateral and Longitudinal Curvature Changes of Tubulin Protofilament, Small, 16(37), 2001240-, 2020 / 타우는 알츠하이머병 환자의 뇌에서 응집하는 신경원섬유엉킴(NFT)에서 발견됨. 알츠하이머병, 픽병, 진행성 핵상 마비(PSP), 염색체 17(FTDP-17)에 연결된 파킨슨병을 동반한 전측두측두엽 치매를 포함하여 소위 타우병증인 타우와 관련된 수많은 신경퇴행성 장애가 있음. 정상 타우는 주로 미세소관 관련 단백질(MAP)로 설명됨. Tau는 대부분 뉴런의 축삭에 위치하며 MT의 구조와 안정성을 조절하는 미세소관(MT)에 결합함. MT는 다양한 구조를 가진 대부분의 인간 세포에 존재하며 때로는 뉴런을 제외한 인간 세포에서 동적 구조 변화를 겪음. 축삭의 MT와 tau는 안정한 세포골격인 번들과 키네신과 다이네인의 수송을 위한 트랙으로 발견됨. tau와 MT 사이의 상호작용은 정전기적인 것으로 알려져 있음. MT는 음이온 중공 실린더이고 tau는 전체 양이온이지만 양전하와 음전하를 모두 가지고 있음. Human tau는 특정 전하 분포에 따라 6개의 isoform을 가지고 있음. 이 연구는 이온 조절 하에서 MT와 인간 타우의 구조적 변화에 대한 최근 연구 결과를 제시함.

6.2 외국인 교수 현황과 역할

KAIST 바이오및뇌공학과의 23명의 전임교수 중 외국인 교수는 두 명임. Christopher Fiorillo는 미국에서 학위를 받고, 스위스, 영국, 미국에서 연구원으로 재직 후 2009년도에 KAIST에 임용되었음. Sang Ah Lee는 Korean-American으로 초등학교에서 대학원까지 모든 교육을 미국에서 받고, 이탈리아에서 박사후연구원을 이어서 교수로 근무하다 2017년도에 KAIST에 임용되었으나, 현재는 타기관으로 이직한 상태임. 2023.6월에 Rajib Shubert 교수와 Hui-Shan Li 교수가 임용예정이고, 이후로도 외국인 전임교원임용을 위한 인터뷰가 진행됨. 외국인 교수는 기존에 있던 한국 교육시스템과 다른 다양한 교육방식으로 학생들을 지도하고, 아직까지 한국 대학에서는 새로운 교육 분야인 뇌인지공학이 자리 잡을 수 있게 꾸준히 노력하였음.

또한 학과 대외협력위원회 활동으로 해외 대학들과 활발한 교육/연구 교류(심포지엄 개최, MOU 체결)를 통해 교환학생, 해외대학방문, 해외공동연구, 유학 등 학생들에게 여러 가지 기회를 열어주는데 기여하였음.

외국인 전임교수 현황

No. 성명 / 임용시기 / 직급 / 국적 / 학사출신대학 / 박사출신대학 / 교육 / 연구 분야

1. Christopher Fiorillo / 2009.01. / 부교수 정년직 / 미국 / Oberlin College / Oregon Health Sciences University / 계산신경과학 / 세포 및 시스템 신경생리학, 도파민-보상 시스템

2. Sang Ah Lee* / 2017.07. / 조교수 / 미국 / California Institute of Technology / Harvard University / 발달인지신경과학 / 인지노화, 뇌 DBS 자극, 인지 향상 *2021.2.28. 이직

외국인 전임교수의 대학원 강의실적 현황 (2020.9-2023.2)

담당교수 / 개설년도 / 개설학기 / 과목구분 / 과목번호 / 분반 / 과목명

Christopher Fiorillo / 2020 / 가을학기 / 학사/대학원 / BiS400 / B  / Special Topics in Bio and Brain Engineering<Neurobiology of Intelligence>

Christopher Fiorillo / 2021 / 가을학기 / 대학원 / BiS527 /  / Theory of Brain Function

Christopher Fiorillo / 2022 / 봄학기 / 학사/대학원 / BiS400 / B  / Special Topics in Bio and Brain Engineering < Neurobiology of Intelligence>

Christopher Fiorillo / 2022 / 가을학기 / 대학원 / BiS527 /  / 뇌기능 이론

Sang Ah Lee / 2020 / 가을학기 / 대학원 / BiS529 /  / Neural Basis of Spatial Cognition

신임 예정 외국인 전임교수 활용계획 (강의 및 공동연구)

○ Rajib Schubert

“Introduction to neural circuits and Nanomachines of the cell” 교과목 조교로서 20여명의 학생들 대상으로 직접 강의를 진행해 본 경험을 가지고 있고, 세포와 분자들간의 상호작용을 다루는 Nanobiomaterials 교과목이나 나노바이오물리(Nanobiophysics) 교과목 또는 관련 연구분야의 글로벌 제약회사의 개발경험 및 실험적 경험을 통해 정밀의학(Precision Medicine) 관련 교과목 개설도 가능할 것으로 예상됨.

Viral Stamping기술은 바이오진단칩, 나노바이오메디슨, 고해상도 영상장비, 바이오정보분야 신약개발을 위한 공동연구활성에 큰 역할을 할 수 있을 것으로 기대됨.

○ Hui-Shan Li

CAR-T, macrophage 등 계획으로 제시한 연구에 있어서 핵심을 차지하는 타겟 유전자의 발굴 측면에서 암유전체학, 생명정보학 분야 및 세포를 이용한 체내 진단 연구에서 바이오 정보부터 진단 센서까지 다양한 영역과 협력 예정임.

Immunoengineering 관련 교육을 제공함으로 학과 및 학교내 바이오공학 교육을 확장할 예정임.

○ Yul HR Kang

Computational Theories of decision making 관련 강의 및 멘토경험이 풍부하여 계산신경과학분야 전산실습 교과목 개설 및 운영에 강점이 있을 것으로 판단됨. 이에 대학원 교과과정내 Neuroscience & Biology 교과목 개설하여, Computation/Theoretical Neuroscience 관련 교육강화에 집중할 예정임.

MD 출신으로서 학부 2학년에 개설된 Human Physiology 교과목 강의가 충분히 가능할 것으로 평가되어, 학과내 MD 출신의 교수와 함께 교과목 담당에도 큰 역할을 할 수 있을 것으로 예상함.

질병진단을 연구하는 그룹과 함께, 인지기반 뇌인지 장애 및 질환 진단분야를 추가함으로서 연구협력은 물론 연구시너지를 도출할 수 있을 것으로 평가되고, Computaional Neurosicence 및 임상응용 분야에서 학과의 우위를 확실하게 잡을 수 있을 것으로 기대됨.

○ Tristan Geiller

Brain science fundamentals 학부강의를 새로운 교재로 엔지니어 관점에서 강의 가능하고, 대학원 강의에서 뇌의 정보처리 과정을 single neuron에서 brain wide system까지 다양한 레벨에서 insight를 키우는 수업은 뇌/생물정보학 연구자 양성에 꼭 필요한 좋은 수업으로 예상됨.

뉴로사이언스 위주의 연구 및 다양한 엔지니어링 백그라운드를 이용할 줄 안다는 점이 긍정적이며, 뇌투명화, 뇌이미징, 뇌신호측정 등 다양한 신경과학분야 및 광학분야에서 연구협력 가능성이 많음.

brain research 관련 tool 개발 연구와 협력 가능성이 크고, 특히, neural fiber 개발, neurophotonics 기술, post mortem tissue analysis 기술들과 융합 가능성이 큰 것으로 판단됨.