동아사이언스

일본 큐슈대 의대 심신의학과 오카 타카카주 교수에게 어느 날 한 소녀 환자가 왔다. 중학교에 다니는 15세 소녀는 특이한 증상에 시달리고 있었다. 집에 있을 때는 멀쩡한데 학교에만 가면 가슴이 답답해지면서 열이 치받치고 극도의 피로감에 조퇴하기가 일쑤였다. 소아과에서는 해열제를 처방했지만 소용이 없었고 심리적인 문제라고 판단해 오카 교수를 소개한 것이다. 오카 교수는 소녀에게 온도계를 주며 하루 네 차례(오전 8시, 12시, 오후 4시, 8시) 겨드랑이 온도를 기록하라고 부탁했다. 며칠 뒤 소녀가 갖고 온 체온 데이터로 그래프를 그리...

국제학술지 네이처는 20일 동글동글한 구체 사이로 굽은 가지가 이리저리 뒤엉켜 있는 모습을 표지에 담았다. 아래 까맣고 동그란 구체는 암세포고 가지들은 인간의 신경세포다. 신경이 암세포 속에서 빠져나오는 것처럼 보이나 실제로는 암세포가 불러모은 뉴런들이다. 모란 아미트 미국 텍사스대 MD앤더슨암센터 두경부외과 교수 연구팀은 암세포가 특정 뉴런을 주변에 빠르게 키우는 방법으로 성장해나간다고 네이처에 발표했다. 연구팀은 암에서 ‘TP53’이라는 유전자가 돌연변이인 경우가 많다는데 주목했다. TP53은 암 억제 단백...

국제학술지 네이처는 30일 물결치는 선들 위에서 고뇌하고 있는 인간의 모습을 표지에 담았다. 인간의 고뇌와 고뇌 후 내리는 행동을 결정짓는 물질은 신경전달 물질인 ‘도파민’이다. 세포를 자극하는 도파민은 인간의 행위에 따른 보상에 따라 다른 양이 흘러나오며 인간이 보상을 배우고 학습할 수 있도록 한다. 지난달 15일 도파민이 뇌를 학습시키는 새로운 원리에 관한 연구결과가 발표됐는데 저자는 놀랍게도 인공지능(AI) ‘알파고’를 개발한 딥마인드 연구팀이었다. AI의 가장 큰 특징은 스스로 배워 성능을 높이는...

영국과 스위스 과학자들이 실제 뇌세포처럼 전기에 반응하는 인공 뇌세포를 처음으로 개발했다. 영국 바스대와 브리스톨대, 스위스 취리히연방공과대 등 연구팀은 해마와 호흡에 관여하는 부분에서 일어나는 활동을 단순화시켜 모방한 인공 뇌세포를 만들었다고 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 3일 공개했다. 학계에서는 뇌에서 일어나는 여러 생리적인 반응을 관찰하고 알츠하이머 치매 등 뇌질환 치료 방법을 개발하기 위해 뇌세포를 흉내 낸 인공 뇌세포를 개발해 왔다. 하지만 뇌세포의 개수가 너무 많고, 뇌세포 간 상호작용이 복잡하게 얽...

뇌 속에서 일정한 리듬으로 활동하는 ‘메트로놈 신경세포(뉴런)’가 발견됐다. 크리스 무어 미국 브라운대 신경과학과 교수팀은 설치류의 뇌 속에서 규칙적인 리듬을 유지하는 새로운 형태의 신경세포를 발견했다고 국제학술지 ‘뉴런’ 7월 18일자에 발표했다. 연구팀이 새로 발견한 뉴런은 메트로놈처럼 정확하게 초당 약 40회 자극을 일으키며, 외부감각에 영향을 받지 않고 독립적으로 활동했다. 이는 뇌파의 일종인 감마파의 활동과 유사하다. 그간 학계에서는 감마파의 역할을 놓고 뇌의 리듬을 조절하는 시계인지, 뇌 활...

미국 과학자들이 통증이 주기적으로 나타나는 '바이오 리듬'을 찾아 예측하는 방법을 처음으로 개발했다. 제니퍼 크로델 미국 뉴욕대 수학과 박사후연구원과 메건 하겐아우어 미국 미시간대 분자및행동신경과학연구소 박사후연구원팀은 하루 동안 느껴지는 통증도 물질대사나 집중력처럼 리듬 같은 패턴이 있다는 사실을 알아내, 이것을 시뮬레이션하는 수학모델을 만들어 국제학술지 '플로스 컴퓨터생명과학' 11일자에 발표했다. 신체 일부분을 콕콕 찌르는 듯한 신경통이나, 외부 상처로 인해 욱신욱신 쑤시는 통증 등은 낮에는 조금...

국내 연구진이 태아의 뇌 신경이 발달하는 과정에서 신경세포(뉴런)의 성장과 두뇌 크기를 조절하는 메커니즘을 밝혔다. 뇌 발달과 관련된 질환을 이해하는 데 도움이 될 전망이다. 오우택 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 소장과 홍규상 신경과학연구단 선임연구원팀은 태아의 신경발달 과정에서 신경줄기세포의 염소이온채널 ’아녹타민1’이 뉴런을 특정 위치로 이동시키고 두뇌 크기를 조절하는 데 관여하는 유전자를 찾았다고 2일 밝혔다. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’ 5월 8일자에...

단기기억은 정보를 단기적으로 기억하며 능동적으로 이해하고 조작하는 과정이다. 수초에서 수분까지 지속되기도 하며 장기기억으로 일부는 넘어가기도 하지만 대부분은 사라진다. 일상에서 매일 단기기억을 필요로 한다. 예를 들어 머리 속으로 암산을 하거나 누군가에게 전해들은 휴대전화 번호를 잠시 외울 때 단기기억이 쓰인다. 또 딱히 외우려는 목적을 지니지 않아도 단기기억을 통해 방금 지나왔던 복도에서 만난 사람을 기억해낼 수 있다. 미국 연구진이 인공지능(AI)를 이용해 단기 기억의 작동과정을 밝혀냈다. 데이비드 프리드먼 미국 ...

뇌 형태로 쌓여 있는 모래가 조금씩 주르르 흘러내리는 모래시계. 그 옆에는 '과거로 되돌린 시간(Turning Back Time)'이라는 문구가 보인다. 국제학술지 '네이처'는 18일 네나드 세스턴 미국 예일대 의대 신경과학과 교수팀이 4시간 전에 죽은 돼지의 뇌 일부 기능을 6시간 가량 다시 살리는데 성공한 것을 '뇌 모래시계'에 비유해 표지로 실었다. 사람을 비롯한 포유류의 뇌는 무척이나 예민해서 조금이라도 산소가 공급되지 않거나 혈액순환이 원활하지 않으면 세포가 괴사해 손쓸수 없는 지경에 이른다. 신경세포는 피부나...

미국 과학자들이 중추신경계의 비신경세포가 말초신경계를 복구하는 일종의 접착제 역할을 한다는 연구 결과를 국제학술지 '셀' 2일자에 발표했다. 미국 버지니아대 연구팀은 중추신경계의 비신경세포 가운데 희소돌기신경교세포에 주목했다. 신경세포 활동을 차단했을 때 일부 희소돌기신경교세포가 평상시와 달리 다른 말초신경계로 이동하는 것을 발견한 것이다. 희소돌기신경교세포는 신경세포가 아니므로 전기신호 전달에 직접적인 관여는 하지 않는다. 하지만 신경세포 내에서 전기신호가 훨씬 빠르게 전송되도록 돕는 미엘린을 만드는...