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설탕물 하나면 뇌를 투명하게...3D 뇌지도 '뚝딱'

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설탕물 하나면 뇌를 투명하게...3D 뇌지도 '뚝딱'

2013.06.24 17:59

  냄새, 소리, 맛 등 외부 자극을 처리해 우리가 인식하도록 만드는 것은 뇌다. 뇌는 인간 활동의 대부분을 관장하고 있음에도 알려진 바가 없는 미지의 세계여서 연구자들은 뇌의 신비를 풀어내기 위해 노력하고 있다.

 

  특히 뇌와 신경세포의 연결 구조를 이해하기 위해 뇌를 투명하게 만들거나 이를 통해 3차원(3D) 뇌지도를 만드는 연구가 활발하다.

 

  이 같은 상황에서 이웃 일본 연구진이 설탕용액으로 뇌를 투명하게 만드는데 성공했다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다.

 

일본 연구진이 설탕용액으로 뇌를 투명하게 만드는데 성공했다. - 일본 이화학연구소 다케시 이마이 박사 제공
일본 연구진이 설탕용액으로 뇌를 투명하게 만드는데 성공했다. - 일본 이화학연구소 다케시 이마이 박사 제공

  일본 이화학연구소 다케시 이마이 박사팀은 과당용액으로 쥐 뇌를 투명하게 만드는데 성공했다고 네이처 뉴로사이언스 24일자에 발표했다.

 

  그동안 많은 연구자들은 뇌 조직을 투명하게 만들기 위해 다양한 시도를 해왔다. 올해 4월 미국 스탠퍼드대 정광훈 박사팀은 하이드로겔로, 2011년 일본 연구팀은 질소화합물인 ‘요소’를 이용해 뇌 조직을 투명하게 만드는데 성공했다. 그렇지만 이 방법들은 뇌를 투명하게 만드는 과정이 복잡하고 3주 이상 오래걸린다는 단점이 있었다. 또 샘플을 화학적으로나 물리적으로 훼손시킨다는 문제가 있었다.

 

  미아이 박사팀은 과당용액이 세포 내의 단백질과 생화학적 반응을 일으킨다는 성질에 착안해 쥐의 뇌에 과당용액을 주입했다. 그 결과 사흘 만에 화학적, 물리적 훼손없이 뇌를 투명하게 만드는데 성공한 것.

 

  빛의 굴절도는 물질에 따라 다른데, 빛이 통과하지 못하고 반사되어 산란이 되면 투명하게 보이지 않는다. 따라서 뇌 조직의 굴절도를 낮춰 빛이 통과하게 하면 투명한 뇌를 만들 수 있다.

 

  연구진은 "정확한 메커니즘이 밝혀지지는 않았지만 과당용액이 세포내의 단백질들과 생화학적인 반응을 일으켜 빛이 통과할 수 있도록 만든 것"이라고 설명했다.

 

  이번에 개발된 ‘SeeDB'라는 방법은 과당용액을 이용해 3일만에 뇌를 투명하게 만들었다는 점에서 가장 빠르고 안전한 뇌 관측법이라는 평가를 받고 있다.

 

  이마이 박사는 “뇌를 손쉽게 투명히 만들 수 있게 된 만큼 인간의 뇌 신경계 연구에 큰 도움이 될 것"이라고 말했다.

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