독일·캐나다 연구팀 3D 뇌지도 '빅 브레인' 10년 만에 완성

 

구글어스에서 지형 찾듯 뇌 구조 찾아

독일과 캐나다 공동연구팀이 기존보다 50배나 정밀한 '3D 뇌지도'를 완성했다.

독일 율리히 신경의학연구소 카트린 아문트(Katrin Amunts) 박사팀은 23일(현지시간) 과학저널 '사이언스지'에 최근 '빅 브레인(Big Brain)'이라는 3D 뇌지도를 제작했다고 밝혔다.

 

'빅 브레인'은 800억 개의 신경세포(뉴런)을 분석해 약 10년 만에 완성한 것으로 매우 세밀한 뇌의 해부도로 자기공명영상(MRI)보다 10만배 많은 데이터를 포함한다.

 

▲ 연구자들은 '마이크로톰(절단기)'이라는 불리는 특수 장비로 뇌를 0.02 밀리미터 두께로 잘라 미세 현미경으로 단층 촬영해
6,572장의 사진을 완성했다.(사진=율리히 연구소)

 

연구에는 뇌질환이나 정신질환을 앓은 적이 없는 사망한 65세 여성의 뇌에 파라핀을 채운 다음 머리카락보다 훨씬 더 가는 0.02 밀리미터 두께로 잘랐다. 7400개의 단면조각으로 자른 뇌를 미세 현미경으로 단층 촬영한 후 이를 모아 입체적인 뇌 해부도를 완성했다. 또한 세포 구조를 보여줄 수 있도록 이 조각을 하나씩 염색하고 고해상 스캐너로 디지털화한 뒤 이를 컴퓨터로 재구성해 정밀 해부도가 완성됐다.

 

'빅 브레인'은 뇌조직을 1마이크로미터(1000분의 1㎜) 단위까지 볼 수 있다. 기존 자기공명영상(MRI)와 비교해 50배 세밀한 뇌 해부도를 만들었다는 점에서 초정밀 뇌지도인 셈. 이에 과학계의 주목을 받고 있다.

 

▲ 사진=율리히 연구소

 

 

아문튼 박사는 "빅 브레인은 건강하거나 혹은 병에 걸린 뇌에 대한 새로운 지식을 제공하고, 마치 구글어스로 지형을 찾는 것처럼 뇌 구조를 찾아볼 수 있을 것"이라고 연구의의를 밝혔다.

인간의 대뇌피질은 매우 주름져 MRI나 fMRI(자기공명영상) 등의 영상 기술로는 한계가 있었다. 알츠하이머, 파킨슨병 등 피질 두께의 변화와 깊은 관련이 있는 뇌질환 연구에 기여할 것으로 보인다.

이번 연구 결과는 유럽의 대규모 인간 두뇌 프로젝트(HBP)에 사용된다. 또한 23개국 80개 이상의 과학기관에서 다른 연구자들은 향후 23개국 80개 이상의 신경과학 연구기관에 무료로 제공돼 전체 두뇌 영역의 상호작용과 분자 수준의 뇌 영역 연구에 활용된다.

 

글. 전은애 기자 hspmaker@gmail.com