눈에서 47종의 시각 채널 확인...보는 원리 규명 첫걸음

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쥐의 망막 뉴런
<쥐의 망막 뉴런>

한미 연구진이 망막에서 눈과 뇌를 연결하는 47종의 '시각 채널'을 확인했다. '보는 원리'를 풀기 위한 첫 걸음을 뗐다.

한국뇌연구원 김진섭 책임연구원과 세바스찬 승 미국 프린스턴대 교수팀은 망막에서 눈과 뇌를 연결하는 47종의 '시각 채널'을 확인하고 이를 학술지 셀(Cell, IF 32.40)에 17일자로 게제했다.

뇌는 약 870억 개의 신경세포(뉴런)로 구성된다. 신경세포에는 여러 유형이 있으며 각 유형마다 모양과 역할이 다르다. 망막 신경세포의 유형과 역할을 알아내는 것은 '본다는 것'의 비밀을 풀기 위한 첫 단계다.

망막과 뇌를 연결하는 신경절세포는 마치 TV에 영화채널, 뉴스채널 등 다양한 채널이 있는 것처럼 움직임, 외곽선 등 다른 종류의 시각 정보를 모아서 보낸다. 뇌는 각 정보를 재조합해 우리가 보는 장면을 이해한다.

연구팀은 생쥐의 망막을 전자현미경으로 찍은 초고해상도 3차원 영상을 분석해 찾아낸 396개의 신경절세포를 구조에 따라 47가지 유형으로 분류했다. 이 중 6가지는 처음 발견됐다. 뇌연구원은 “이 목록은 현재까지 발표된 연구 중 가장 완전한 것”이라고 밝혔다.

연구팀은 온라인 가상 전시관(museum.eyewire.org)을 만든 뒤 이번 연구성과를 공개해 누구나 무료관람이 가능하게 해 향후 다른 연구자가 활용할 수 있게 했다. 전시관에서는 개별 신경세포의 3차원 구조와 시각 자극에 대한 반응도를 대화형 인터페이스를 통해 확인할 수 있다.

김진섭 책임연구원은 “이 연구는 시각 뿐 아니라 사고와 인지 등 뇌가 작동하는 원리를 밝혀내기 위한 첫걸음”이라며 “녹내장 등 시각질환의 근본 원인을 찾아내는 연구에도 도움이 될 것”이라고 밝혔다.

향후 한국뇌연구원 연구팀은 3차원 전자현미경을 이용해 소뇌와 대뇌의 신경세포 연결 지도(뇌지도)를 만들고 뇌의 정보처리 과정과 작동원리를 밝혀내는 연구를 할 계획이다.

과기기술정보통신부는 지난해 9월 '바이오경제 2025'에 따라 동 연구와 같은 글로벌 최초를 지향하는 바이오 R&D에 대한 지원을 강화한다. 뇌 관련 기초 연구 강화 및 뇌지도 구축 등을 중점적으로 추진해 나갈 계획이다.

최호 산업정책부기자 snoop@etnews.com