교육과학기술부는 전상범 이화여대 전자공학과 교수와 미국 국립보건원 알코올연구소의 로빙거 박사 등이 참여한 공동연구팀이 광유전학을 이용해 신경회로의 특정 신경전달 경로 기록 방법을 개발했다고 23일 밝혔다.
지금까지는 생명체의 뇌신경세포가 발생시키는 신호를 측정하기 위해 전극을 뇌 안에 삽입해 각각의 신경세포에서 발생하는 전기적 흐름을 측정해왔다. 하지만 이 방법으로는 수천억개 신경세포로 이뤄진 복잡한 뇌신경회로의 신호를 구분하는 데 한계가 있었다.
연구팀은 우선 신경 신호가 발생할 때 형광신호가 증가하도록 유전자를 조작했다. 이어 연구팀은 조작된 유전자를 실험동물 뇌의 신경세포에 넣어 광학신호를 측정하는 시스템을 만들었다. 이 시스템을 활용하면 기존 방식으로는 측정이 불가능했던 뇌의 직접경로와 간접경로의 신경세포를 광학적으로 측정할 수 있다. 직접경로는 뇌의 한 영역인 선조체(striatum)의 흥분성 신경전달 경로를 말하며 간접경로는 억제성 신경전달 경로를 말한다.
연구팀은 특히 행동유발 신경전달 경로인 직접경로와 간접경로가 동시에 활성화한다는 사실을 세계 최초로 규명했다. 이는 자발적인 운동을 할 때 직접경로와 간접경로가 따로 활성화한다는 기존 학설을 뒤집는 연구 결과다.
연구 성과는 과학 분야 권위지인 '네이처(Nature)' 본지 최신호(1월24일) 온라인판에 게재됐다.
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