칩 위에 뇌를 만들다

(Top view of the sieve, zooming in on the inverted pyramids. Credit: University of Twente)

(One cell captured. Credit: University of Twente)

(First connections between the cells in pyramids . Credit: University of Twente)

 뇌는 작은 우주라고 불릴만큼 복잡한 장기입니다. 뇌가 어떤 방식으로 작동하는지 많은 연구가 진행되어 일부 비밀이 풀리기도 했지만, 사실 아직 알지 못하는 부분이 훨씬 많습니다. 뇌세포 자체도 복잡하지만, 이 뇌세포들이 모여서 어떻게 사고 기능을 하는지 알기는 더 어렵기 때문입니다. 

 트웬테 대학의 바트 슈린크(Bart Schurink, researcher at University of Twente's )와 그의 동료들은 신경 세포 하나하나를 작은 역피라미드 모양의 격자에 담은 후 살아있는 상태로 배양해 신경 세포간의 신호 전달과 작용기전을 이해할 수 있는 실험모델을 만들었습니다. 이는 마치 칩 위의 뇌 (Brain on a chip)이라고 부를 만한 장치입니다. (사진 참조) 

 이 칩의 크기는 2x2mm 정도이며 여기에 수백개의 작은 역삼각형 모양의 격자가 있어 여기에 살아있는 세포 하나씩을 가두는 방식입니다. 각 격자 내부에는 전극과 센서가 있어 세포를 모니터링 할 수 있습니다. 격자간의 거리가 멀어 세포간의 연결이 가능할지 궁금하지만, 실제로 이들은 신경 세포간의 연결이 살아있는 상태에서 진행되는 것을 확인했습니다. 

 물론 이런 실험 모델을 만들었다고해서 이제 뇌세포를 이용한 컴퓨터가 가능한 것은 아닙니다. 그것보다는 뇌의 구조와 작동 기전을 밝히는 것이 연구의 주된 목적이죠. 사실 2차원적으로 배열한 수백 개의 뇌세포로 인간 같은 고도의 사고 능력을 구현하는 것은 무리입니다. 

 그럼에도 이렇게 세포 하나씩 배양해서 살아있는 상태에서 연구를 할 수 있다는 것은 참으로 놀라운 과학의 경이같습니다. 연구팀 역시 이렇게 살아있는 상태에서 세포를 배양한 후 격자 안으로 하나씩 밀어넣고 나서 서로 연결하는 과정까지 도달한 것은 결코 쉽지 않은 일이었다고 하네요.

 과연 어떤 비밀이 밝혀지게 될지 궁금합니다. 

 참고 

  http://medicalxpress.com/news/2016-06-real-life-brain-3d-brain-on-a-chip.html