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역대 가장 상세한 쥐의 뇌 지도를 작성하다.



(The MouseLight team is mapping neurons in the mouse brain, revealing just how complex the brain's wiring really is. Credit: MouseLight/Janelia Research Campus)


 다수의 뉴런이 모여 복잡한 환경을 인지하고 그에 맞게 행동하는 것은 자연의 신비 가운데 하나입니다. 특히 인간처럼 고도의 인지 능력과 사고력를 지닌 생명체가 존재한다는 것은 더 놀라운 일입니다. 그 구체적인 기전을 밝히기 위해 과학자들은 인간은 물론 더 단순한 실험 동물의 뇌와 신경을 끊임없이 연구해 왔습니다. 하지만 아직 가장 단순한 동물의 신경계도 완전히 파악하지 못한 것이 현실입니다. 그러나 진보는 쉬지 않고 이뤄지고 있습니다. 


 하워드 휴이 의학 연구소 (Howard Hughes Medical Institute's Janelia Research Campus)의 과학자들은 포유류 실험 동물로 가장 널리 쓰이는 쥐의 뉴런 1000개를 포함한 연결 지도를 만들었습니다. 물론 작은 쥐의 뇌도 7천만개의 뉴런을 지니고 있기 때문에 이는 극히 일부에 불과하지만, 하나의 뉴런이 여러 개의 시냅스로 연결된다는 점을 생각하면 매우 복잡한 연결 지도를 만든 것입니다. 사실 이 지도는 무려 80m 에 달하는 통로를 시각화 한 것입니다. 이 연구 프로젝트는 마우스라이트 프로젝트(MouseLight Project)로 명명됐으며 현재도 계속 새로운 지도를 추가하고 있습니다. 




(동영상) 



 연구팀은 2년전 300개의 뉴런의 연결 지도를 만든 후 각 뉴런의 활동성과 양결을 알아낼 수 있는 고해상도 이미지 2만개를 레고 블록처럼 연결해 이 지도를 완성했습니다. 물론 사람이 수작업으로 할수는 없고 컴퓨터 알고리즘이 그 역할을 담당했습니다. 연구팀은 이 방법으로 뉴런 지도를 10만개까지 늘려 쥐의 신경 구조를 어느 정도 상세히 파악할 수 있기를 기대하고 있습니다. 


 아직 먼 미래의 일이 되겠지만, 언젠가 사람의 뇌 역시 정밀한 지도를 작성해 뉴런 단위에서 작동 원리를 밝힐 수 있을 것으로 생각합니다. 


 참고 


Johan Winnubst, Erhan Bas, Tiago A. Ferreira, Zhuhao Wu, Michael N. Economo, Patrick Edson, Ben J. Arthur, Christopher Bruns, Konrad Rokicki, David Schauder, Donald J. Olbris, Sean D. Murphy, David G. Ackerman, Cameron Arshadi, Perry Baldwin, Regina Blake, Ahmad Elsayed, Mashtura Hasan, Daniel Ramirez, Bruno Dos Santos, Monet Weldon, Amina Zafar, Joshua T. Dudmann, Charles R. Gerfen, Adam W. Hantman, Wyatt Korff, Scott M. Sternson, Nelson Spruston, Karel Svoboda, Jayaram Chandrashekar, "Reconstruction of 1,000 projection neurons reveals new cell types and organization of long-range connectivity in the mouse brain." Cell. Published online September 5, 2019. DOI: 10.1016/j.cell.2019.07.042

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