"뇌 신경망 고해상도 관찰 '홀로그램 현미경' 개발"

"뇌 신경망 고해상도 관찰 '홀로그램 현미경' 개발"
가톨릭의대 등 공동연구팀 성과…"두개골 제거 없이 쥐 신경망 관찰"

(서울=연합뉴스) 김길원 기자 = 가톨릭대 의대 의생명과학교실 김문석 교수 연구팀은 살아있는 쥐의 두개골을 제거하지 않고도 뇌 신경망을 3D 고해상도로 관찰할 수 있는 홀로그램 현미경을 개발했다고 30일 밝혔다.
연구팀에 따르면 현미경으로 우리 몸 깊은 곳을 관찰하려면 충분한 빛 에너지를 전달해 반사되는 신호를 정확하게 측정해야 한다. 하지만 빛이 생체 조직에 들어가면 다양한 세포들에 부딪히면서 진행 방향을 바꾸는 다중산란 현상과 수차(빛의 위상 차이)가 생겨 관찰이 쉽지 않다.
따라서 선명한 생체 영상을 얻기 위해서는 다중 산란파를 제거하고 물체와 한번 부딪쳐 반사되는 단일 산란파의 비율을 증가시키는 게 중요하다.

이에 연구팀은 뇌 신경망에 기존보다 80배 많은 빛을 모으고, 불필요한 신호를 선택적으로 제거해 단일 산란파의 비율을 수십 배 증가시키는 방식의 새로운 홀로그램 현미경을 고안했다.
이 현미경을 쥐의 뇌 촬영에 적용한 결과, 두개골을 제거하지 않고도 두개골 밑에 존재하는 뇌 신경망 영상을 고해상도로 얻는 데 성공했다는 게 연구팀의 설명이다.
연구를 이끈 김문석 교수는 "그동안에는 두개골에서 발생하는 심한 빛의 왜곡과 다중산란으로 두개골을 제거하거나 얇게 깎아내지 않고는 고해상도의 뇌 신경망 영상을 얻을 수 없었다"면서 "이번에 개발된 현미경이 뇌신경과학을 포함한 다양한 의·생명 융합 연구 등에 폭넓게 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구에는 기초과학연구원 분자 분광학 및 동력학 연구단 최원식 부연구단장(고려대학교 물리학과 교수), 서울대 생명과학부 최명환 교수가 함께 참여했으며, 연구 결과는 국제학술지 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances) 최근호에 발표됐다.

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