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| (자료=한국연구재단 제공) |
[mdtoday=이한희 기자] 뇌의 신경 회로망 특성을 모사한 뇌 신경 네트워크 구축 및 특정 신경을 조절해 신호 전달 과정을 관찰할 수 있는 기술이 개발됐다.
한국연구재단은 한국과학기술원 최낙원, 김홍남, 성지혜, 남민호, 홍규상 박사 등과 고려대학교 공동 연구팀이 동국대학교 방석영 교수와 함께 개발한 플랫폼을 활용해 체외 3차원 환경에서 뇌의 신경 회로망의 특성을 모사한 뇌 신경 네트워크를 구축하고 형성된 회로망의 특정한 부위의 신경을 조절해 신호 전달 과정을 모니터링 할 수 있는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.
뇌의 생리학적 및 병리학적 연구를 위해선 체외 환경에서의 모델 구축이 필수적이다. 그러나 체외 모델 연구를 위해선 뇌 신경 회로망의 특성을 모사해 3차원 환경에서 구축하는 것뿐만 아니라 특정한 부위에 국소적으로 신경 조절할 수 있는 기술이 필요한데 현재까지의 기술력으로는 한계가 있었다.
이에 연구팀은 방향성을 가진 상태로 정렬돼있는 뇌 속 신경 회로망의 특성을 모사하기 위해 뇌 신경 조직 내 신경세포들이 일정한 방향으로 정렬된 상태에서 배양이 되도록 하는 방법을 고안했다. 이와 동시에 체외 3차원 환경에 형성된 조직의 다양한 생화학적 인자가 포함된 액체가 흐를 수 있는 미세한 크기의 통로(미세 유체 마이크로채널)들을 집적시키는 기술을 동시에 구현할 수 있는 3차원 뇌 신경 조직 칩 제작 기술을 개발했다.
미세 유체 마이크로채널을 통해 신경 신호를 자극 또는 억제할 수 있는 약물을 주입함으로써 국소적으로 특정 구역의 신경 조절이 가능하도록 했다. 또 뇌 신경 조직의 형성 및 국소 부위 자극‧억제를 통해 네트워크상 신호 전달을 모니터링 할 수 있게 됐다.
이번 연구 성과로 뇌 신경 회로망의 정밀한 분석이 가능하게 됐으며 향후 뇌의 생리학적 및 병리학적 연구가 크게 확대될 것으로 기대되고 있다.
최낙원 박사는 “향후 모사의 범위를 확장해 뇌 신경 조직을 형성한다면 뇌 연구에 도움이 될 수 있는 시스템을 구축할 수 있을 것으로 예상된다”고 말했다.
이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 3월 10일 온라인 게재됐다.
메디컬투데이 이한희 ([email protected])
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