The KAIST BRAIN RePAIR & ORGANOID INTELLIGENCE LAB is …
The KAIST
To realize a Comprehensive Preclinical Testbed for Precision Neurotherapeutics, Team
Tech One Patient-derived iPSC (Disease-in-a-Dish Paradigm)
We recreate the cellular pathology of individual patients by differentiating their hiPSCs into mature human neurons and brain organoids. This in vitro modeling system recapitulates adult brain tissue structure and function through the integration of cutting-edge techniques in cellular reprogramming, neurodevelopment, and stem cell biology. This approach is instrumental in profiling an individual’s brain cells and elucidating the specific mechanisms driving their disease.
Tech Two Patient-derived Brain-Organoid Production
Often described as “Mini-brain”, a powerful tool in neuroscience, offering a unique window into the human brain’s complexities, diseases, and potential treatments.
Tech Three Brain Organoid Intelligence
Inspired by recent findings that human brain organoids can learn simple tasks (Kagan et al., Neuron, 2021), we explore the concept of biological computing. Team
Tech Four AI - Digital Brain Cell Foundation Model
We customized artificial intelligence—including large language models (LLMs) and convolutional neural networks (CNNs)—to build predictive models trained on dynamic cellular and molecular data from patient-derived brain cells. These AI models incorporate patient heterogeneity and complex disease mechanisms, enabling precise drug response predictions and the digital transformation of neuropathological features. We harnessed AI to discern and comprehend the heterogeneity of these diseases, thereby contributing to the development of a predictive model individualized for each patient.
Ultimately, the
카이스트 “뇌 치료 및 오가노이드 지능” 연구실 소개
카이스트
Tech One 환자 유래 줄기세포 (접시 속의 질병 패러다임)
환자 개별 hiPSC를 기반으로 성인형 신경세포 및 뇌 오가노이드를 분화·배양함으로써, 환자의 뇌세포 수준에서 발생하는 병리 현상을 실험실 내에서 직접 재현합니다. 이러한 모델은 역분화 기술, 신경발생학, 줄기세포 생물학에 기반하여 성숙한 인간 뇌조직의 구조와 기능을 재현할 수 있도록 정교하게 설계됩니다. 이 접근법은 개인의 뇌세포를 정밀하게 프로파일링하고, 질병을 유발하는 특정 기전을 밝히는 데 중요한 역할을 합니다.
Tech Two 환자 뇌 오가노이드 생산
흔히 ‘미니 브레인’으로 불리며, 인간 뇌의 복잡성과 질환, 그리고 잠재적 치료법을 이해하는 데 있어 독보적인 창을 제공하는 강력한 신경과학 도구입니다.
Tech Three 뇌 오가노이드 지능 (Organoid Intelligence)
최근 인간 뇌세포 기반의 미니 브레인이 간단한 게임을 학습했다는 연구 결과(Kagan et al., Neuron, 2021)는 생물학적 컴퓨팅의 가능성을 열었습니다.
Tech Four 디지털 뇌세포 파운데이션 모델
뇌질환의 세포·분자 수준 병태 정보를 학습한 인공지능 모델을 통해, 복잡한 질환 기전과 환자 간 이질성을 반영한 예측 기반 치료 전략을 개발합니다.