전상범 교수 연구성과, 세계적 학술지 '네이처'지에 게재
- 작성처
- 등록일2013.01.24
- 14735
공과대학 전상범 교수(전자공학전공)가 뇌신경신호를 광합적인 방법으로 측정할 수 있는 기술을 개발해, 파킨슨병 등 뇌신경질환 치료제 개발 가능성을 열었다.
전 교수와 미국 국립보건원 알코올연구소 공동 연구팀은 '광유전학' 기술을 이용해 뇌에 존재하는 수천억 개 신경세포 중 특정 세포의 신경전달 경로를 파악할 수 있는 기술을 개발했다. 연구 결과는 세계적 과학저널인 '네이처(Nature)'지 24일자에 게재됐으며, 전 교수는 이 논문에 공동 제1저자로 참여했다.
기존의 뇌신경세포의 신호 측정 방식은 전극을 뇌 안에 넣고 뇌신경 전체에서 발생하는 전기적 흐름을 측정하는 수준에 불과해, 수천억 개의 신경세포 중 특정한 신경세포의 신호를 잡아내는 것은 불가능했다. 연구팀은 쥐의 뇌에 광섬유를 연결한 뒤 레이저를 쏜 후 나오는 형광신호를 잡아내는 방식으로 특정 신경세포의 신호를 광학적으로 측정하는데 성공했다. 연구팀이 개발한 신경회로 측정법은 그동안 관찰이 불가능했던 뇌 속 신경전달 경로를 밝히는 데 활용될 것으로 기대된다.
연구팀은 버튼을 누르면 설탕물이 흘러나오는 실험장치로 반복 훈련을 시킨 뇌에 유전자정보를 담은 바이러스를 넣고 행동과 인식, 수면 등에 관여하는 '도파민'이 연관된 신경회로가 행동유발과 어떤 관계가 있는지 관찰했다. 연구팀은 개발한 측정방법을 적용하여 동물이 행동할 때 '직접회로'와 '간접회로'가 동시에 활성화한다는 것을 밝혀냈다. 직접회로는 동물이 자발적으로 움직일 때 이를 유도하는 신경세포 움직임이며, 간접회로는 이를 억제한다고 알려져 있던 신경회로 인데, 이번 연구를 통해 동물이 행동할 때 두 경로가 모두 활성화함이 밝혀졌다.
전 교수는 "뇌 신경전달 경로와 관련이 있다고 알려진 파킨슨병, 운동이상증, 무도병(운동장애 증후군) 등의 근본 원인을 이해하고 치료법을 개발하는 데 새로운 방향을 제시할 수 있을 것"이라고 밝혔다.
전 교수는 신경공학분야 중 특히 뇌 안의 신경세포들의 신호를 읽어내기 위한 다양한 연구를 수행해왔다. 그 결과를 바탕으로 지난 4년간 Optics Letters, Biochemical Journal, Biosensors & Bioelectronics 를 포함하는 의공학관련 국제저명학술지에 10여편의 논문을 게재하고, 의공학 국제학술지인 'IEEE Transactions on Biomedical Engineering' 편집위원(Associate Editor)로 활동하고 있다. 이러한 업적을 인정받아 작년 11월 의용생체공학(Medical & Biological Engineering) 분야 과학기술자에게 주어지는 솔고의공학상(젊은의공학자상)을 수상한 바 있다.