가상 뇌세포 구현을 위해 협력하는 과학자와 신경외과의
기관명 | NDSL |
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작성자 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
작성일자 | 2017-10-27 00:00:00.000 |
내용 | 시애틀의 과학자들이 보통 수술 중에 폐기되는 조직을 이용하여 살아있는 뇌세포를 3차원으로 재구성하고 있다. 10월 25일 앨런 뇌과학 연구소가 발표한 이 가상 세포는 살아있는 세포의 모양과 해부학적 구조뿐만 아니라 세포에서 발생하는 전기 신호도 포착할 수 있다. 지금까지 과학자들이 살아있는 뇌세포의 전기적 행동을 연구하기 위해서는 주로 동물에 의존해 왔다고 말한 크리스토프 코치 연구소장은 우리가 누구인지를 이해하기 위해서는 인간의 뇌를 연구할 필요가 있다. 이 가상 세포는 뇌세포 행동에 영향을 주는 알츠하이머에서 정신분열증에 이르는 뇌질환을 더 쉽게 이해할 수 있게 해줄 것이라고 덧붙였다. 이 컴퓨터를 이용한 뇌세포 재구성은 앨런 연구소 과학자들과 시애틀 지역 신경외과 의사들의 협력으로 거둔 결과다. 신경외과의들은 뇌종양이나 심한 간질을 앓고 있는 환자로부터 손상된 조직을 제거하는 수술을 한다. 하지만 해당 영역에 접근하기 위해 건강한 뇌피질이나 외부 조직을 제거하는 일도 종종 있다. 이 조직에는 생각, 기억, 의식 등을 담당하는 세포가 포함되어 있다. 이때 제거된 건강한 조직들은 의료 폐기물과 함께 소각 처리된다. 이번 연구는 바로 이 버려지는 건강한 뇌세포 조각들에서 뇌를 연구하려는 시도에서 시작된 것이다. 각설탕 정도의 크기인 뇌세포 조각을 생명유지 장치를 통해 보존하여 얇은 시편으로 절단하면 현미경으로 관찰할 수 있다. 뇌세포는 실험실에 도착할 때까지 살아 있기 때문에 전기신호를 통해 특정 세포가 다른 세포와 소통하는 것을 분명하게 관찰할 수 있다. 물리적 구조와 함께 이 신호를 디지털 형태로 획득한 후 앨런 세포 데이터베이스(Allen Cell Types Database)에 저장되며 누구나 인터넷을 통해 접근할 수 있다. 지금까지 앨런 연구소는 36명의 환자로부터 300개의 살아있는 신경세포의 전기적 데이터를 수집했다. 현재 100개의 세포에 대한 3차원 재구성이 이루어졌으며 궁극적으로 세포에 대한 유전정보도 추가할 계획이다. 이 뇌세포 데이터베이스는 이미 생쥐 뇌에 관한 막대한 정보를 담고 있다. 여기에 인간 뇌 정보를 추가함으로써 쥐와 인간의 차이를 더 많이 배울 수 있게 된다. 기본적인 쥐와 인간의 하드웨어는 동일하지만 가까이에서 관찰할 경우 세밀한 차이가 많이 존재하고 있기 때문에 생쥐와 함께 저녁식사를 하면서 대화를 할 수 없는 것이라고 말한 코치는 궁극적으로 우리는 고도로 조직화된 구조가 어떻게 내부 세계를 만들어 내는지 이해할 수 있을 것이라고 덧붙였다. 이와 함께 앨런 연구소는 생쥐와 인간 뇌세포의 기본적인 차이에 대해서도 지식을 습득하고 있다. 초기 관찰 결과에 따르면 인간 뇌세포가 실험실에서 훨씬 더 오래 생존하는 것을 볼 수 있었다. 생쥐 세포는 10시간 이내에 사용할 수 없게 되지만 인간의 뇌세포는 10배 이상 더 오래 생존할 수 있었다. |
출처 | |
원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2017003224 |
첨부파일 |
과학기술표준분류 | |
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ICT 기술분류 | |
주제어 (키워드) | 1. 뇌세포;전기신호;재구성;신경외과의 2. brain cell;electrical signal;reconstruction;neurosurgeons |