메뉴바로가기본문바로가기

동아사이언스

뇌 속 신경세포 분포 정확히 보는 3D기술 나왔다

통합검색

뇌 속 신경세포 분포 정확히 보는 3D기술 나왔다

2020.06.09 07:12
쥐의 표준화된 3차원 뇌 지도다. 백세범 KAIST 교수팀은 평면 절편 뇌 영상을 바탕으로 신경세포의 위치를 이런 영상 속에서 찾는 기술을 개발했다. KAIST 제공
쥐의 표준화된 3차원 뇌 지도다. 백세범 KAIST 교수팀은 평면 절편 뇌 영상을 바탕으로 신경세포의 위치를 이런 영상 속에서 찾는 기술을 개발했다. KAIST 제공

뇌의 단면 영상만 있으면 실제 뇌 속 위치를 정확히 파악할 수 있는 새로운 뇌 입체 영상화 기술이 개발됐다.


KAIST는 백세범 바이오및뇌공학과 교수와 최우철, 송준호 연구원, 이승희 생명과학과 교수팀이 실험용 쥐의 뇌를 얇게 저민 절편 영상을 이용해 자동으로 신경세포이 3차원 분포 정보를 보여주는 영상 분석기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘셀 리포트’ 5월 26일자에 발표됐다.


쥐의 뇌 신경세포 분포를 영상화할 때에는 단백질에 형광 물질을 붙인 뒤 뇌 절편을 얻어 영상을 분석하는 방법을 썼다. 하지만 형광 발현 신경세포의 분포를 육안으로 관측해야 해 객관성이 떨어지고 엄밀한 비교가 불가능하다는 단점이 있었다. 


연구팀은 미국의 뇌 영상 데이터베이스 프로젝트인 앨런 브레인 아틀라스 프로젝트에서 제공된 쥐 두뇌 3차원 데이터를 확보했다. 그 뒤 임의의 각도에서 잘라낸 뇌 절편 이미지를 앨런의 데이터베이스와 비교 분석했다. 


그 결과 실험으로 얻은 뇌 이미지와 가장 잘 일치하는 데이터베이스 속 위치를 0.1mm, 1도 이내의 오차로 찾아내는 데 성공했다. 연구팀은 이를 바탕으로 평면 뇌 이미지의 위치 정보를 3차원 공간에 정확히 표시하는 데 성공했다. 또 여러 개체에서 얻은 신경세포를 같은 3차원 공간에 투영해 분석할 수 있다는 사실도 확인했다. 평면의 뇌 영상을 바탕으로 자동으로 3차원 위치를 찾고 비교 분석하는 기술을 완성한 것이다.


연구팀은 이 기술을 이용해 시각을 담당하는 뇌 부위인 외측 슬상핵과 시각피질 사이의 연결 구조 분포를 측정하는 데에 성공했다. 또 KAIST는 물론 미국 매사추세츠공대(MIT)와 하버드대, 캘리포니아공대(칼텍) 등에서 뇌 신경세포 네트워크 분석에 활용하고 있다.


백 교수는 “이 기술은 형광 뇌 이미지를 이용하는 모든 연구에 바로 적용할 수 있을 뿐만 아니라 그 외의 다양한 이미지 데이터에도 적용할 수 있다ˮ면서 " 쥐의 뇌 슬라이스를 이용하는 다양한 분석에 표준적인 기법으로 자리 잡을 수 있을 것ˮ이라고 말했다.

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

1 + 7 = 새로고침
###
    과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기

    관련 태그 뉴스