뇌 과학 최대 난제 규명한 세계 최초 연구 사례
[헬스컨슈머]뇌 과학 최대 난제 중 하나인 뇌 감각(촉각)정보처리에 사용하는 신경암호 생성의 신경회로적 기전이 처음으로 규명돼, 뇌과학 난제를 해결할 단초가 제공됐다.
뇌 신경암호는 뇌가 정보들을 처리하는 규칙이나 알고리즘을 뜻하는 말로, 뇌 신경암호를 해독하는 것은 뇌 과학계 최대 난제로 꼽힌다. 뇌 신경암호가 생성되는 과정을 연구한 연구팀은 전기생리학실험 기법과 광유전학 기법을 이용해 뇌 신경암호가 생성되는 메커니즘을 확인했으며, 뇌 신경세포에서 20%를 차지하는 억제성 신경세포 2종이 신경암호 생성을 조절한다고 밝혔다.
전기생리학실험 기법은 쥐가 촉각을 이용해 주변 환경과 사물을 인지할 때 발생하는 신경신호를 촉각 신경계에서 측정하는 방식이다. 광유전학 기법은 빛을 이용해 특정 신경세포를 활성화하거나 비활성화하는 방법이다.
이 기법들을 도입해 실험용 쥐들을 관찰한 결과, 억제성 신경세포 2종이 신경암호가 생성을 조절하는 것으로 나타났다. 파르알부민 발현 억제성 신경세포는 신경신호 발화빈도가 낮을 때, 소마토스타틴발현 억제성 신경세포가 각각 신경신호를 시공간적으로 조절했다. 연구팀은 신경암호가 생성될 때 억제성 신경회로의 역할을 수리적으로도 증명했다.
이번 연구 결과는 지금까지 뇌 과학 연구에서 난제로 여겨졌던 신경암호 생성 원리를 광유전학 및 전기생리학적 실험 연구 기법과 수리적 뇌 모델링의 이론 연구 기법의 융합을 통해 규명한 세계 최초의 연구이다.
연구팀은 “향후 뇌 정보처리에 있어서 신경신호에 정보가 어떻게 담기고 추출되는지에 대한 뇌 과학 난제를 해결하는데 크게 기여할 것이다"며 "궁극적으로 뇌 신경신호를 기반으로 생각을 읽는 기술, 기억의 저장·이식 기술, 신경암호 제어를 통한 뇌에서의 정보처리 조절 기술 개발로 이어질 뿐만 아니라 고차원 인공 지능 및 로봇 개발 등에 응용되어 뇌 과학의 발전과 함께 뇌 융합 기술 발전에도 크게 기여할 수 있을 것이다”고 말했다.
[도움말: 고려대학교 뇌공학과]
