망막에서 눈·뇌 연결하는 47종 시각채널 발견

한국뇌연구원이 밝힌 47가지 유형의 신경절세포 사진. 유형마다 대표적인 세포 하나씩을 선택해 망막에 빛이 들어가는 방향인 위에서 본 모양과 옆에서 본 모양을 보여주고 있다. <한국뇌연구원 제공>

한국뇌연구원 연구진이 망막에서 눈과 뇌를 연결하는 다양한 시각채널을 확인했다. 시각 뇌지도 구축을 위한 첫걸음을 내디뎠다는 평가다.

한국뇌연구원은 21일 김진섭 책임연구원과 미국 프린스턴대 세바스찬 승 교수 연구팀이 망막에서 눈과 뇌를 연결하는 47종의 ‘시각 채널’을 확인했다고 밝혔다.

뇌는 약 870억 개의 신경세포(뉴런)로 구성돼 있는데 신경세포에는 여러 유형이 있으며 유형마다 모양과 역할이 다르다. 따라서 망막 신경세포의 유형과 역할을 알아내는 것은 ‘본다는 것’의 비밀을 풀기 위한 첫 단계라고 할 수 있다. 망막은 안구의 뒤를 감싸고 있는 신경세포 조직으로 ‘보는 뇌’의 첫단계이기 때문이다.

망막과 뇌를 연결하는 신경절세포는 마치 TV에 영화, 뉴스 등 다양한 채널이 있는 것처럼 움직임, 외곽선 등 다른 종류의 시각 정보를 모아 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 6가지는 처음 발견됐고, 현재까지 발표된 연구 중 가장 완전한 것이라고 연구원측이 밝혔다.

또 연구팀은 온라인 가상 전시관을 만든 뒤 이번 연구성과를 공개해 향후 다른 연구자들이 활용할 수 있도록 했다. 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”이라면서 “녹내장 등 시각질환의 근본 원인을 찾아내는 연구에도 도움이 될 것”이라고 밝혔다.

한국뇌연구원 연구팀은 향후 3차원 전자현미경을 이용하여 소뇌와 대뇌의 신경세포 연결 지도(뇌지도)를 만들고 뇌의 정보처리 과정과 작동원리를 밝혀내는 연구를 할 계획이다. 이번 연구결과는 국제적인 학술지 셀(Cell, IF 32.40)에 게재됐다.

홍석천기자 hongsc@yeongnam.com

홍석천 기자

기사 전체보기

영남일보(www.yeongnam.com), 무단전재 및 수집, 재배포금지