▲ 연구팀 사진 (뒷줄) 좌측부터 구자욱 박사, 추남선 박사 (앞줄) 좌측부터 김정섭 박사후연수연구원, 은종희 박사후연수연구원 (사진= 한국뇌연구원 제공)

 

[mdtoday=김미경 기자] 한국뇌연구원의 추남선 박사 연구팀이 소형 실험동물의 신경활성을 정밀히 측정할 수 있는 초소형 뇌 형광 내시경 시스템과 전기적 신호 측정 기능을 결합한 다기능 브레인칩 플랫폼을 개발했다고 26일 밝혔다.

 

초소형 형광 뇌 내시경(micro-endoscope)은 행동 제한이 적은 상태에서 단일 신경세포 수준의 활동을 관찰할 수 있어 뇌 기능 연구에 유용하다. 그러나 형광 신호 반응 속도가 느려 실시간 분석에 제약이 있었다. 

 

이를 극복하기 위해 추남선 박사팀은 유연한 ECoG 전극 배열체를 내시경 시스템과 결합한 새로운 플랫폼을 설계했다.

 

ECoGScope(ECoG 전극 배열체와 micro-endoscope의 합성어)는 초소형 및 초경량으로 제작되어 생쥐와 같은 소동물 실험에서 행동에 미치는 영향을 최소화하면서도 높은 정밀도로 전기 및 형광 신호를 동시에 측정한다. 

 

특히 이 시스템은 빛과 통증 자극 상황에서 시각피질 및 감각피질의 활성도를 정확히 기록해냈다.

 

또한 코카인 중독 동물모델을 활용한 실험에서는 중독 상태에서 나타나는 신경회로 변화를 통합적으로 분석하는 데 성공했다. 

 

교신저자인 추남선 박사는 “이번에 개발한 ECoGScope 플랫폼은 중독, 우울증 등 다양한 정서·인지 질환 동물모델의 신경회로 분석 연구에 광범위하게 활용할 수 있다”며 “뇌질환 기전 규명, 신경회로 기반 진단기법 개발 및 새로운 치료제 개발에 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.

 

이번 연구에는 은종희‧김정섭 박사후연수연구원이 제1저자로, 구자욱 박사가 공동 교신저자로 참여했으며, 연구 결과는 국제학술지 ‘Biosensors and Bioelectronics’ 최신호에 게재됐다.

 

메디컬투데이 김미경 기자([email protected])

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