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물 밖에서, 바늘도 없이, 제브라피쉬의 뇌파 검사 성공!

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2017년 06월 12일 16:30 프린트하기

DGIST 제공
김소희 대구경북과학기술원(DGIST) 교수 - DGIST 제공

작은 물고기 제브라피쉬의 뇌 변화를 물 밖에서 정밀하게 검사하는 방법이 개발됐다. 뇌신경계 질환 치료 제 등 신약 개발에 박차를 가할 것으로 기대된다.

 

김소희 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇공학전공 교수팀은 전남대 병원과 공동으로 제브라피쉬의 다채널 뇌파(EGG) 측정에 세계 최초로 성공했다고 12일 밝혔다.

 

유전적 특성이 사람과 유사한 제브라피쉬는 설치류를 대체할 실험동물로 주목받고 있다. 산란 및 부화주기가 짧고, 수조에 후보 약물을 풀어 동시에 많은 수의 개체에서 약물의 영향을 확인할 수 있어 신약 후보 물질의 스크리닝에 드는 시간과 비용을 대폭 줄일 수 있다.

 

뇌 질환 치료제 개발에 제브라피쉬를 활용하려면 약물로 인한 뇌 변화를 파악하는 기술이 필요하다. 현재 하나의 바늘을 뇌에 찔러 넣는 ‘침습적 단일 채널 뇌파 검사’만 가능했다. 이 경우  뇌의 어느 부위에서 뇌파가 발생해 어떤 방향으로 전파되는지 관찰할 수 없다는 한계가 있었다.

 

연구진은 제브라피쉬를 물 밖으로 꺼내 바늘을 찌르지 않고도 다채널로 뇌파를 측정하는 기술을 개발했다. 유연한 기판 위에 마취된 상태의 제브라피쉬를 올린 뒤 두피 표면에 여러 개의 채널을 부착해 뇌 신호를 해석하는 식이다.

 

물 속에서 비침습적 검사를 진행하면 물로도 전기가 통해 합선이 일어나 뇌에서 발생하는 신호를 해석하기 어렵다. 연구진은 제브라피쉬가 물 밖에서도 살아있도록 입으로 지속적으로 물을 주입하는 방법을 사용했다. 제브라피쉬는 아가미로 물을 뱉으며 호흡을 지속해 1시간 가량 진행된 검사에도 생존했다.

 

김 교수는 “물 밖에서 제브라피쉬를 60분 동안 살려둔 상황에서 비침습적 방식으로 다채널 뇌파를 측정하는데 성공한 기술이 핵심”이라며 “효과적 약물이 없는 뇌신경계 질환을 치료하기 위한 새로운 후보 약물 발견과 신약 개발 연구에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

이 연구 결과는 ‘네이처’의 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 8일자 온라인 판에 실렸다.

 

연구진이 개발한 제브라피쉬 다채널 비침습적 뇌파 검사법 모식도. - DGIST 제공
연구진이 개발한 제브라피쉬 다채널 비침습적 뇌파 검사법 모식도. - DGIST 제공
 
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