본문 바로가기메뉴 바로가기

댓글0
번역beta

Translated by kakao i

번역할 언어 선택

뷰 본문

이웃집과학자

뇌에 빛 비추니 물고기 꼬리 움직였다

By 이웃집과학자

14,405 읽음
댓글0
번역beta

Translated by kakao i

번역할 언어 선택

전구와 물고기 이미지.

출처pixabay

이웃님들, 광유전학을 아시나요? 빛을 이용해 뉴런의 활동을 자극하는 기술입니다. 광유전학이 등장하기 전까지는 두뇌를 조작할 때 두개골에 구멍을 내거나 전파·음파를 이용하는 방식이 대부분이었습니다. 이런 뇌 연구에 획기적인 변화를 가져온 것이 광유전학입니다.


불과 십수년 전에 시작된 광유전학은 이제 빛으로 뇌의 특정 부위를 자극해 특정 행동의 변화를 유발할 수 있는 수준으로 발전했습니다. 최근에는 과학자들이 오직 빛을 비추는 방식으로 담수어의 꼬리를 흔들게 하는 것까지 성공했다고 합니다.

뇌과학으로 유명한 국제학술지 <뉴런>에 따르면, 미국 UC버클리와 독일 막스플랑크연구소 학자들은 공동 연구를 통해 유전 공학으로 특정 신경 세포를 포함한 담수어를 인위적으로 만들었습니다. 이 담수어는 빛에 반응하는 신경 세포를 보유하고 있습니다. 다시 말해서 빛을 접하면 특정 신경세포가 활성화하고, 반대로 빛이 사라지면 이 신경 세포가 활성화하지 않는 특이한 담수어를 만든 겁니다.

과학자들이 광유전학을 응용해 담수어를 만들었다

출처pixabay

그 다음에는 광유전학을 응용해서 담수어의 뇌에 빛을 쏩니다. 뇌가 상대적으로 단순한 편인 담수어에 빛을 다각도로 반응시키면서 연구진은 담수어를 관찰했습니다. 담수어의 모습을 분석하는 과정에서 특정 동작에 어떤 뇌의 부위가 영향을 미치는지 밝혀내는 데 성공했습니다. 뇌에 자리 잡은 특정 세포 3개를 동시에 빛으로 자극하는 순간 담수어가 꼬리를 움직였던 것입니다.


원리를 확인한 연구진은 인위적으로 이 3개의 세포를 자극해서 인위적으로 담수어가 꼬리를 움직이도록 하는 실험까지 성공해냈습니다. 인간이 빛으로 담수어의 동작까지 제어한 것입니다.


과학자들은 세포를 자극해서 인위적으로 담수어가 꼬리를 움직이도록 했다.

출처pixabay

나아가 어느 정도의 빛을 얼마 동안 비춰줄 때 꼬리가 어떻게 움직이는지도 수학적으로 분석했습니다. 이 과정에서 담수어의 꼬리와 뇌의 기작에 대한 비밀을 풀어나가고 있습니다.

연구진의 연구는 이제 시작이라고 합니다. 연구진은 이 3개의 세포를 단초로 빛에 반응하는 담수어의 뇌세포가 어떤 경로를 통해 어떤 세포에게 자극을 전달하는 지 분석 중입니다. 이렇게 뇌세포가 뇌세포에 전달하는 자극을 하나씩 파악하다 보면 결국 뇌가 어떻게 명령을 내리고 몸이 어떻게 이를 받아들여 움직이는 건지 규명할 수 있을 것으로 연구진은 기대합니다. 아직 연구실 수준의 초기 단계이긴 하지만, 언젠가 빛으로 사람의 움직임까지 제어할 수 있는 시대가 온다면? 그건 조금 오싹하게 만드네요.


##참고자료##

  • Marco Maschio et al. Linking neurons to network function and behaviour by two-photon holographic optogenetics and volumetric imaging. Neuron

작성자 정보

    실시간 인기

      번역중 Now in translation
      잠시 후 다시 시도해 주세요 Please try again in a moment