기획·칼럼

융합학문인 ‘전기·정보·생명공학과’

[이공계 학과 소개] 이공계학과 소개(31)

전기·정보·생명공학 전공은 생명 과학 분야와 전기, 전자, 정보를 융합한 전공이다.

즉 생명과학과 전기, 전자, 정보 등의 영역에서 만나는 곳에서 새로운 발견과 다양한 기술을 개발하여 최첨단 영역의 연구와 기술을 습득할 수 있는 학과다.

이 학과는 ‘생명체는 전기 신호를 매개로 하는 정보 단체’라는 관점을 강조해 교육과 연구를 하고 있다. 이에 생명, 전기, 전자, 정보 각각의 영역을 기초로 하여 각 분야를 유기적으로 융합해 첨단적 연구를 하는 학문이다.

불행하게도 우리나라는 전기·정보 생명공학학과가 개설된 대학은 없다. 2003년도 생명과학의 유명한 연구자들이 모여 이러한 학과와 전공을 세계 최초로 만든 것이 일본의 와세대 대학이다.

전기·정보·생명공학과는전기·정보·생명공학 전공은 생명 과학 분야와 전기, 전자, 정보를 융합한 학문이다. ⓒ ScienceTimes

전기·정보·생명공학과는 전기·정보·생명공학 전공은 생명 과학 분야와 전기, 전자, 정보를 융합한 학문이다. ⓒ ScienceTimes

상호 관련성 활용으로 시너지 효과

신경 세포를 예로 들어보면 신경 세포체는 지질 2중층으로 덮여 있다고 한다. 신경 세포에 입력 자극이 들어올 경우 약 60mV의 활동 전위를 발생시켜 다른 세포에 정보를 전달함으로써 뇌와 신경이 정보 처리를 수행한다.

우리가 ‘보다’, ‘듣다’, ‘느끼다’, ‘움직이다’ 등이 가능한 것은 이런 전기 신호의 교환 때문이다. 또 신경 세포에 한하지 않고 모든 세포의 유전자나 단백질의 기능을 이해하는 데 복잡한 정보의 네트워크를 해석함이 필수적이다.

여기에는 첨단적인 해석, 기술, 계산, 과학 및 정보 이론이 이용된다고 할 수 있다.

제약의 개발과정에 유용

제약의 개발과 부작용의 판별에 있어 생명 계열과 정보계의 융합 영역이 유용하게 사용되고 있다.

생명계열의 무수한 실험데이터 중 사람에게 유용한 데이터를 정보 공학 분야의 컴퓨터 상에서 인간에게 유용한 약 성분 화합물을 찾아낸다는 아이디어다. 물론 최종 단계에서 열쇠가 되는 실험을 시행하는 것은 필요한데, 그래도 크게 개발 기간과 투자 금액의 절약이 가능하다.

이러한 제약 업계의 새로운 움직임에 대응하려면 생명 과학과 정보 공학의 지식이 필요해 전기·정보·생명공학과에서 정보와 생명공학을 필수적으로 배울 것을 요구하고 있다.

‘바이오 인포매틱스’를 생명 계열의 지식과 정보 계열의 지식을 바탕으로 공부하고 실제로 실험으로 검증하는 전기·정보·생명공학과는 세계적으로 극히 드문 학과다.

와세대 대학의 교육시스템

물리 II를 이수하지 않고 입학하는 사람도 적지 않다. 이를 위해 1학년 과정에 ‘물리학’과 ‘전자기학’을 위한 강좌가 준비되어 있다. 또 부담 없이 질문할 수 있도록 대학원생 선배들이 TA(Teaching Assistants)로서 배치되어 있으며, 담당 교수도 질문에 친절하고 정중하게 답해 준다.

이러한 융합적 교육과 연구를 통해 생명과학, 전기, 전자, 정보 각각의 영역에서 첨단적 연구 뿐 아니라 생명과학과 전기 전자 정보의 융합 영역에서 다양한 연구가 이루어지고 있다.

이와 함께 전기·정보생명 공학 실험, 전기·정보 생명 공학 프런티어, 전기에너지 시스템과 환경, 과학기술과 윤리, 조직·해부학, 전기 에너지 시스템과 환경 등의 과목을 주로 배운다.

와세대 대학의 주요 연구 분야

일본의 전기·정보·생명공학과의 중점 연구 분야는 크게 6가지로 분류할 수 있다.

첫째, 미래를 개척하는 빛의 의료로 생체에 아무런 변화를 주지 않는 빛을 질병의 치료 장치로 개발한다.

둘째, 생체 신호의 공학 응용 분야로 생체가 발하는 다양한 신호를 계측하여 일상 생활을 돕는 기술로의 응용을 목표로 하고 있다.

셋째, 뇌 기능 지도를 연구하는 것으로 살아 있는 뇌의 활동 기능을 전기 현상으로 포착하여 그 정보를 추출하는 작업을 수행한다.

넷째, 염색체의 고차 구조와 유전자 발현·유지 기구로서 인간 염색체 기능 구조의 해명과 유전자 DNA의 복구·변형 메카니즘의 분자 생물학, 생화학, 구조 생물학적 연구한다.

다섯째, 바이오 인포매틱스 분야로 정보학·수학·물리학·확률 통계 등을 구사해 생명 과학의 여러 문제를 해결하고 있다.

마지막으로 뇌, 신경계의 새로운 기능에 대한 연구 분야로 신경 세포의 유전자를 조사해 뇌의 기초 연구부터 응용 연구까지 넓은 범위를 커버하고 있다.

학과의 미래 가치

우리나라도 현재 2018년부터 문·이과를 융합하는 교육을 위해 많은 준비를 하고 있는 실정이다. 문·이과의 융합뿐만 아니라 다양한 학과의 융합이야말로 미래를 이끌어나갈 커다란 트랜드가 될 것으로 전망된다.

이처럼 융합학문의 트랜드는 세계적 추세다. 수학·과학 분야의 우수한 학생들이 전기·정보·생명공학과 분야뿐만 아니라 융합학문에 조기에 눈을 뜬다면 본인의 진로는 물론 인류문명 발전에 크게 이바지할 것으로 전망된다.

(6019)

뉴스레터 구독신청
태그(Tag)

전체 댓글 (0)

과학백과사전