눈과 뇌를 연결하는 47개 시각 통로 발견

김진섭 뇌연구원 책임연구원 "뇌 작동원리 밝히는 첫걸음"
47개 유형의 신경절세포. 유형마다 대표적인 세포 하나씩을 선택해 망막에 빛이 들어가는 방향인 위에서 본 모양과 옆에서 본 모양을 보여주고 있다.<사진=한국뇌연구원 제공>47개 유형의 신경절세포. 유형마다 대표적인 세포 하나씩을 선택해 망막에 빛이 들어가는 방향인 위에서 본 모양과 옆에서 본 모양을 보여주고 있다.<사진=한국뇌연구원 제공>

국내 연구팀이 눈과 뇌를 연결하는 47개 시각 통로를 발견했다.

한국뇌연구원(원장 김경진)은 김진섭 책임연구원과 세바스찬 승 미국 프린스턴대 교수 연구팀이 망막에서 눈과 뇌를 연결하는 47개의 시각 채널을 확인했다고 17일 밝혔다.

뇌는 약 870억 개의 신경세포로 구성돼 있다. 신경세포에는 여러 유형이 있으며 유형마다 모양과 역할이 다르므로 망막 신경세포의 유형과 역할을 알아내는 것은 '본다는 것'의 비밀을 풀기 위한 첫 단계다.

특히 망막과 뇌를 연결하는 신경절세포는 마치 TV에 영화채널, 뉴스채널 등 다양한 채널이 있는 것처럼 움직임, 외곽선 등 다른 종류의 시각 정보를 모아서 보내고 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 6개는 처음 발견됐으며 이 목록은 현재까지 발표된 연구 중 가장 완전한 것이다.

신경절세포 47가지 유형의 구조적·기능적 특징.<사진=한국뇌연구원>신경절세포 47가지 유형의 구조적·기능적 특징.<사진=한국뇌연구원>

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

김진섭 책임연구원은 "이 연구는 시각뿐 아니라 사고와 인지 등 뇌가 작동하는 원리를 밝혀내기 위한 첫걸음"이라며 "녹내장 등 시각 질환의 근본 원인을 찾아내는 연구에도 도움이 될 것"이라고 말했다.
  
뇌연구원 연구팀은 향후 3차원 전자현미경을 이용해 소뇌와 대뇌의 신경세포 연결 지도(뇌지도)를 만들고 뇌의 정보처리 과정과 작동원리를 밝혀내는 연구를 이어갈 계획이다.

한편, 이번 연구 성과는 국제적인 학술지 '셀(Cell, IF 32.40)'에 한국시각으로 17일에 게재됐다.
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