KAIST, 뇌 구조 볼 수 있는 분석기술 내놨다

↑ 이번 연구를 주도한 백세범 KAIST 바이오및뇌공학과 교수. [사진 제공 = KAIST]

뇌 신경세포를 3차원으로 볼 수 있어 구조 확인이 가능한 핵심 기술이 개발됐다.
한국과학기술원(KAIST)은 뇌신경과학 연구에서 사용되는 실험용 쥐의 뇌 절편 영상을 보정해 신경세포의 3차원 분포정보를 얻을 수 있는 핵심 분석 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구로 3차원 지도에서 여러 개체에서 얻은 뇌 이미지의 비교 분석이 가능해질 전망이다. 또 신경세포의 3차원 위치를 뇌 전체에서 자동 계산해 신경세포의 정확한 뇌 내 분포 위치와 상대적 공간 배열 분석을 할 수 있을 것으로 기대된다.
기존 분석 방식은 뇌세포 간 상호 연결 형태의 분포를 발견할 수 없는 문제를 갖고 있었다. 백세범 KAIST 바이오및뇌공학과 교수가 이끈 연구팀은 실험용 쥐의 뇌 단면 데이터를 분석해 뇌세포 사이의 정확한 연결 구조 분포를 측정했다. 기존 분석 방식으로는 불가능했던 신경세포 연결성을 분석하는데 성공한 셈이다.
또 이번 연구는 분석 오차를 줄이고 분석 결과를 표준화했다는데 의미가 크다. 기존 쥐의 뇌 절편 영상을 이용한 연구는 특정 단백질에 형광물질을 발현시킨 뇌를 잘라 신경세포의 분포를 분석했다. 이때 형광을 발현하는 신경세포를 현미경을 통해 연구자의 육안으로 관측해 왔다. 이 방식은 연구자의 경험에 크게 의존해 오차가 크고 각 개체에서 관측된 신경세포의 위치나 수량을 표준화된 방법으로 동시에 분석할 수 없는 한계를 갖고 있었다. 이번 연구는 오차를 크게 줄여 2차원 뇌 이미지의 위치 정보를 3차원 공간상의 위치로 정확히 계산해 여러 개체에서 얻은 신경 세포 위치를 3차원 공간에 정확히 투영할 수 있었다.
연구를 주도한 백세범 교수는 "이번 연구를 통해 개발된 기술은 형광 뇌 이미지를 이용하는 모든 연구에 바로 적용할 수 있을 뿐만 아니라 그 밖에 다양한 종류의 이미지 데이터에도 광범위하게 적용 가능하다"며 "향후 쥐의 뇌 슬라이스를 이용하는 다양한 분석에 표준적인 기법으로 자리 잡을 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다. 이번 연구는 국제 학술지 '셀(cell)'의 온라인 자매지 '셀 리포츠(Cell Reports)' 5월 26일 자에 게재됐다.
[이종화 기자]